块范围内的 extern 与文件范围内的 typedef 不冲突？

Question

代码：

typedef int a;  // #1
extern int a;   // #2, error

gcc 会产生错误“'a' redeclared as a different kind of symbol”，但是当我们将extern 声明移到块作用域时，不会有警告，为什么？

typedef int a;  // #3
void foo() {
    extern int a;  // #4, ok
}

还有：

char a;  // #5
void foo() {
    extern int a;  // #6, error
}

更新：

感谢@Yunnosch 的回复，但它仍然无法回答我的问题。我们看#6,#5，当编译器看到#6时，它会尝试在文件范围标识符中查找是否存在相同的'a'，虽然它们在不同的范围内，但编译器会产生错误。

然后看#4,#3，当编译器看到#4的时候，会发现同样的'a'以同样的方式存在，为什么不报错呢？

@Yunnosch 和@Stargateur 都对不同的范围进行了解释，这显然不是真的。我的观点是它与链接有关，但 #2 无法隐藏 #1 告诉我这也不是真的。

更新 2：

感谢@AnT，他给出了非常详细的解释。

Answer 1

typedef 名称和变量名称都是 C 中的普通标识符。它们共享相同的名称空间。你不能有两个同名的声明，在相同的范围和相同的命名空间中声明不同的实体

6.2.1 标识符的范围
2 [...] 指定的不同实体 相同的标识符要么具有不同的范围，要么位于不同的名称空间中。[...]

此外，正如 Stefan Ram 在 comp.lang.c 6.7/3 中所建议的，这里可能更相关

6.7 声明
3 如果标识符没有链接，则标识符的声明（在声明符或类型说明符中）不得超过一个相同的范围和相同的命名空间，除了：
— 可以重新定义 typedef 名称以表示与当前相同的类型， 前提是该类型不是可变修改的类型；
— 可以按照 6.7.2.3 中的规定重新声明标签。

在任何一种情况下，关键是您的两个声明都是在相同的范围和相同的名称空间中进行的。这是您的第一个代码示例违反的要求。这就是编译器所抱怨的。

您的第二个和第三个代码示例在不同的范围中声明了两个标识符a。那里没有违反 6.2.1/2。这些示例可能存在其他问题，但情况完全不同。

您的第二个示例可能完全有效，前提是您在不同的翻译单元（在不同的文件范围内）定义全局 a，其定义不会与 typedef 声明冲突。

您的第三个示例导致未定义的行为，因为 a 的外部定义指定了与本地 extern 声明不兼容的类型。

6.2.7 兼容类型和复合类型
2 引用同一对象或函数的所有声明都应具有兼容类型；否则，行为未定义。

Answer 2

如果文件范围对象或函数不需要在文件外部可见，则应通过将其声明为静态来隐藏它。这种做法创建了更多模块化代码并限制了对全局名称空间的污染。

Answer 3

C 编译器不喜欢在作用域内看到相互冲突的符号定义，
但不要介意冲突是否只发生在不同的范围内。

例如，甚至使用相同的符号来夸大：

示例 1：基本、无警告、无错误

#include <stdio.h>
int a=0;
int main()
{
    printf("%d\n", a);
    return 0;
}

示例2：冲突相同的范围

#include <stdio.h>
int a=0;
int a=5; // main.c 3 error: redefinition of 'a'

int main()
{
    printf("%d\n", a);
    return 0;
}

示例 3：不同范围无冲突

#include <stdio.h>
int a=0;

int main()
{
    {
        int a=5; 
        printf("%d\n", a);
    }
    printf("%d\n", a);
    return 0;
}

在示例 3 中，值为 5 的“内部”a 隐藏了外部 a。
值 5 很高兴地从内部范围打印出来，它隐藏了外部 a。
然后，当内部范围离开时，外部值 0 被愉快地打印出来。它不再被内部范围隐藏。

在您的第一种情况下，两个as（在您的不同类型的情况下）之间出现冲突，当它们在同一范围内时，就像在我的示例 2 中一样。
在您的第二种情况下，两个 as 在两个不同的范围内并且不冲突。
我的示例 3 表明，在这种情况下，如果它们是相同的类型和相同的标识符，它们甚至不会发生冲突。

示例 4：global 和 extern local 之间的冲突类型 （交换类型，继续示例序列）

#include <stdio.h>
int a=0;
int b=1;
static int c=10;

void foo() {
    extern int b;
    extern char a;  // main.c 8 error: conflicting types for 'a'
    extern char c;  // main.c 9 error: conflicting types for 'c'
}

int main()
{
    {
        int a=5;
        printf("%d\n", a);
    }
    printf("%d\n", a);
    return 0;
}

在示例 4 中，根据您的问题编辑，extern 告诉编译器使用已在别处定义的 a，明确告诉它也在此函数范围内使用它。
然而，编译器已经看到了a 的定义，并且（假设它是唯一的，因为否则它将是一个重新定义）它抱怨不同的类型。请注意不同的错误，“冲突类型”而不是“重新定义”。
与此相反，请注意上面与b 类似的行不 冲突。告诉编译器知道b，它可以在其他地方找到，具有相同的类型。这是在外部全局范围内找到的。
使用static，创建符号文件范围而不是全局，并不会改变这一点，示例使用c 进行演示。 external c 仍被标识为在此文件范围内定义的具有不同类型的冲突 c。