extern如何在名称空间中工作？

Question

我正在运行一个类似于我发现的here的简单程序。这意味着在多个文件中包含常量时减少代码膨胀。它通过在命名空间中使用const全局变量及其各自的extern前向声明来实现此目的。

globals.h

#ifndef GLOBALS_H_
#define GLOBALS_H_

namespace Constants
{
    // forward declarations only
    extern const double pi;
    extern const double avogadro;
    extern const double my_gravity;
}

#endif

globals.cpp

namespace Constants
{
    // actual global variables
    extern const double pi(3.14159);
    extern const double avogadro(6.0221413e23);
    extern const double my_gravity(9.2); // m/s^2 -- gravity is light on this planet
}

source.cpp

#include <iostream>
#include <limits>

#include "globals.h"

int main()
{
    double value_of_pi = Constants::pi;

    std::cout << value_of_pi;

    std::cin.clear();
    std::cin.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max(), '\n');
    std::cin.get();

    return 0;
}

我假设Constants :: pi获取globals.cpp Constants命名空间中包含的值pi，并且能够这样做，因为它可以从包含的globals.h访问命名空间本身。我不明白为什么globals.cpp中的const全局定义/初始化需要extern关键字？我尝试删除globals.cpp中的extern关键字，认为它不需要，但我的程序不会在没有它们的情况下运行。我以为extern只用于前言声明？为什么const全局定义/初始化需要它们？它与定义的命名空间有关吗？

Answer 1

这意味着在多个文件中包含常量时减少代码膨胀

我建议不要专注于这种优化，除非它变得非常必要，而是选择最简单的设计：直接在头文件中定义这些常量，并包含来自所有需要的翻译单元（“.cpp文件”）的头文件访问这些常量。由于这些对象是const，它们将具有内部链接，并且链接器不会因违反单一定义规则而尖叫。

我尝试删除globals.cpp中的extern关键字，认为它不需要，但我的程序不会在没有它们的情况下运行

这是因为具有静态存储持续时间的命名空间范围const对象（如pi变量）具有内部链接，除非您明确将它们定义为extern。

我以为extern只用于前言声明？

extern用于声明在另一个翻译单元（“.cpp文件”）中定义的变量。如果对象是const，则定义它的翻译单元需要明确地将其标记为extern，以便它具有外部链接并且可以从其他翻译单元看到（如果对象不是const则不需要）。

它与定义的命名空间有关吗？

不，这是具有静态存储持续时间的所有命名空间级别const对象的规则，并且在C ++标准的[basic.link] / 3段中指定：

具有命名空间作用域（3.3.6）的名称具有内部链接（如果它的名称）

（3.1）[...] - 显式声明为静态的变量，函数或函数模板;要么，

（3.2） - 非易失性const限定类型的变量，既未明确声明为extern，也未声明为具有外部链接;要么

（3.3） - 匿名工会的数据成员。