为什么允许多次声明 typedef 标识符？

Question

来自C99标准，6.7(5)：

声明指定一组标识符的解释和属性。标识符的定义是该标识符的声明： 对于一个对象，导致为该对象保留存储； 对于函数，包括函数体； 对于枚举常量或 typedef 名称，是标识符的（唯一）声明。

如果带有

typedef

的标识符实际上是定义，那么为什么允许多次声明它们？示例：

int main()
{
  typedef int x;
  typedef int x;
}

上面的程序编译没有错误。这怎么可能？我原以为程序会给我一个多重定义错误。

Answer 1

C99 与 C11 不同

C99 和 C11 之间的规则发生变化（据我了解，C11 规则与 C++ 规则匹配）。请注意，在这两个标准中，¶3 位于约束部分，¶5 位于语义部分。这对于错误消息很重要——违反约束需要进行诊断。

ISO/IEC 9899:1999 §6.7 声明

¶3 如果标识符没有链接，则该标识符的声明不得超过一个 （在声明符或类型说明符中）具有相同的范围和相同的名称空间，除了 对于 6.7.2.3 中指定的标签。

5 声明指定一组标识符的解释和属性。一个定义 标识符的声明是该标识符的声明：

• 对于一个对象，导致为该对象保留存储；
• 对于函数，包括函数体；⁹⁸⁾
• 对于枚举常量或 typedef 名称，是标识符的（唯一）声明。

 

ISO/IEC 9899:2011 §6.7 声明

¶3 如果标识符没有链接，则该标识符的声明不得超过一个 （在声明符或类型说明符中）具有相同的范围和相同的名称空间，除了 那：

• typedef 名称可以被重新定义以表示与当前相同的类型， 前提是该类型不是可变修改类型；
• 标签可以按照 6.7.2.3 中的规定重新声明。

¶5 声明指定一组标识符的解释和属性。一个定义 标识符的声明是该标识符的声明：

• 对于一个对象，导致为该对象保留存储；
• 对于函数，包括函数体；¹¹⁹⁾
• 对于枚举常量，是标识符的（唯一）声明；
• 对于 typedef 名称，是标识符的第一个（或唯一）声明。

Lundin 注意到标准 C 委员会的网站包含n1360，这是一份详细说明为何进行此更改的一页文档。基本上：C++ 可以做到；有些编译器已经这样做了；允许（要求）它既不难做，也不颠覆任何事情。

GCC 并不总是执行该标准

如果您的代码正在编译，那么它正在根据 C11 规则或 C++ 规则进行编译。它不是根据（严格的）C99 规则编译的。

请注意，足够新的 GCC 版本允许重新定义，除非您坚持相反，但还要注意 John Bollinger 的 report，GCC 4.4.7（在未识别的平台上）根本不允许在 C99 模式下重新定义。

考虑文件

retypedef.c

：

int main(void)
{
    typedef int x;
    typedef int x;
    x y = 0;
    return y;
}

在 Mac OS X 10.9.5 上使用 GCC 4.9.1 进行编译，我得到：

$ gcc -O3 -g -std=c11 -Wall -Wextra -Werror           -c retypedef.c
$ gcc -O3 -g -std=c11 -Wall -Wextra -Werror -pedantic -c retypedef.c
$ gcc -O3 -g -std=c99 -Wall -Wextra -Werror           -c retypedef.c
$ gcc -O3 -g -std=c99 -Wall -Wextra -Werror -pedantic -c retypedef.c
retypedef.c: In function ‘main’:
retypedef.c:4:17: error: redefinition of typedef ‘x’ [-Werror=pedantic]
     typedef int x;
                 ^
retypedef.c:3:17: note: previous declaration of ‘x’ was here
     typedef int x;
                 ^
cc1: all warnings being treated as errors
$

除非使用

-pedantic

，并且仅当请求 C99 时，它才不会抱怨（在 C11 中的相同范围内重新定义

typedef

是符合标准的）。

Answer 2

您的程序编译时没有错误，因为您的编译器不严格（或针对不同的标准进行编译）。如果我用 gcc 4.4.7 编译你的代码，那么它实际上会报告有关 x 重新定义的错误。

Answer 3

出于同样的原因，其他声明也允许多次声明。例如：

void foo(int a);

void foo(int a);

int main()
{
    foo(42);
}

void foo(int a)
{
    printf("%d\n", a);
}

这允许多个标头声明一个函数或结构，并允许两个或多个此类标头包含在同一翻译单元中。

typedef 类似于函数或结构的原型设计——它们声明具有一些编译时含义但没有运行时含义的标识符。例如，以下内容将无法编译：

int main()
{
    typedef int x;
    typedef int x;
    x = 42;
}

因为

x

没有命名变量；它只是名称

int

的编译时别名。