什么是单一定义规则？

Question

C++ 中的单一定义规则到底说了什么？ 我能找到的唯一值得信赖的地方是《C++ 编程语言，第 3 篇》。编辑，第 9.2.3 页。除此之外，该规则还有任何官方定义吗？

Answer 1

真相就在标准中（3.2 一个定义规则）：

翻译单元不得包含更多内容 比任何变量的一个定义， 函数、类类型、枚举类型 或模板。

[...]

每个程序都应准确包含 每个非内联的一个定义 函数或对象

用于 那个程序；无需诊断。 定义可以明确地出现 在程序中，可以找到 标准或用户定义的库，或 （在适当的时候）它是隐式的 定义（见 12.1、12.4 和 12.8）。一个 内联函数应定义在 它所在的每个翻译单元 使用过。

Answer 2

“单一定义规则”是 C++ 标准中的

[basic.def.odr] 子条款。 本子条款包含许多规则。

总而言之，它指出您不能多次定义某事物，或者如果您这样做，定义必须相同。它还说，如果你使用某种东西，就必须存在一个定义。以下部分更详细地描述了这一点。

每个翻译单元只有一个定义

[1]

第一个也是最基本的规则是

[basic.def.odr] p2:

任何

翻译单元不得包含任何可定义项的多个定义。

例如，这意味着您不能编写以下内容：

void foo() {} // OK
void foo() {} // error, more than one definition of foo in the same TU

实际上，编译器会抛出一个错误，告诉您“重新定义 foo”。

---

[1] 翻译单元基本上是一个 C++ 源文件。标头不是翻译单元，它包含在翻译单元中。

每个程序只有一个定义，不包括模板和

inline

此外，

[basic.def.odr] p14 调节多个翻译单元之间发生的情况：

对于任何可定义的项目

D

 具有多个翻译单元的定义，

if
• D

   是非内联非模板化函数或变量，或者 

如果不同翻译单位的定义不满足以下要求，

程序格式不正确； [...]

例如，这意味着您不能在不同的源文件中有两个定义

void foo() {}

。实际上，这会导致链接器错误告诉您“foo 的多个定义”。

模板和内联函数很特殊，因为它们可以在多个翻译单元中定义，只要这些定义遵循严格的规则。本质上，定义必须是等效的。例如：

// a.cpp
inline int bar() { return 0; }
// b.cpp
inline int bar() { return 0; } // OK
// c.cpp
inline int bar() { return 1; } // ill-formed, no diagnostic required

请注意，此规则对于标头非常重要。

#include

本质上是将代码复制/粘贴到翻译单元中，因此在标头中定义任何内容都有违反此规则的风险。

odr 使用的所有内容

[2] ^{都必须定义}

第三，它还定义了所谓的“odr-use”。直观上，

odr-use 意味着您以某种构造的方式使用其定义需要存在的方式。 例如：

int foo(); // declaration, not a definition

using foo_type = decltype(foo); // decltype (unevaluated operand) is not odr-use.
int x = foo(); // calling a function is odr-use

对于

odr-use

某些事物会产生后果，如

[basic.def.odr] p11: 中所述 每个程序应至少包含该程序中“已废弃的语句”之外的“odr-used”的每个函数或变量的定义；无需诊断。

在实践中，如果您使用一个函数并且它没有在任何地方定义，您会收到一个链接器错误，告诉您“没有定义 foo”。 [2]

这个词最初只是叫“使用”； C++11 引入了术语“odr-use”以使其更加正式。

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