为什么在C中我可以定义一个变量两次？

Question

我一直在测试全局变量、定义和声明，然后我就停在了这种情况下：

main.c:

#include "stdio.h"

void func(void);
int a;

int main(void) {
    a = 20;
    printf("in main: %d\n", a);
    func();
    
    return 0;
}

添加.c：

#include <stdio.h>

void func(void);
int a;

void func() {
    printf("in add: %d\n", a);
}

所以在 C 中

int a;

既表示声明又表示定义，但我们知道不允许多次定义一个变量。那么，如果我们有两个

a

的定义和声明，为什么这段代码能够编译呢？ 我正在 CLion 中工作，当我在 main 中的

a

上按“转到定义/声明”时，它将指针移动到 add.c 中的

a

，当我在 add.c 中执行相同操作时，它会向后移动到 main.c，所以我无法理解这里发生了什么。

Answer 1

在任何函数之外，

int x;

是一个暂定定义，一些编译器和链接器将它们视为一种“协作定义”，其中可以在多个文件中以这种方式声明标识符，并且将导致仅定义一个对象。

由于历史原因，C 的外部声明（函数之外的声明）规则有点复杂 - C 是随着不同的人开发和实验而成长的，而不是根据我们今天所拥有的知识进行设计的。

定义：

int x = 3;

是一个定义。它既声明了标识符

x

，又为

int

保留了内存，并将

int

初始化为 3。

声明：

extern int x;

是声明，而不是定义。它声明了标识符

x

但不为其保留内存。

extern int x;

提供

x

外部链接，如果

int x = 3;

出现在函数外部，则它也是如此。外部链接意味着，当它们出现在不同的源文件中时，标识符的两个实例将被链接以引用内存中的同一事物。

C 标准规定，具有外部链接的标识符“应该”最多有一个定义 (C 2018 6.9 5)。 （如果程序中使用了标识符，则必须有定义。如果表达式中没有使用标识符，则不需要定义。）

暂定定义：

int x;

是一个混合体。在函数之外，它是一种特殊的声明，称为“暂定定义”。 C 标准规定，如果翻译单元（正在编译的源文件及其包含的所有文件）中有暂定定义，并且没有常规定义，则会创建常规定义。 现在，如果你违反了“最多应该有”一个定义的规则，会发生什么？事情是这样的：这不是程序必须遵守的规则。当 C 标准说“应该”时，意味着如果程序遵守此规则，则行为将如 C 标准所述。如果程序违反此规则，C 标准不会定义该行为 (C 2018 4 2)。相反，我们让编译器和链接器定义行为，如果他们的设计者选择这样做的话。

当程序违反最多一个定义的规则时，编译器和链接器中的一种常见行为（但不是唯一的可能性）是：

链接时如果有多个正则定义，报错。

• 如果有多个定义来自暂定定义，但来自常规定义的定义不超过一个，请将它们合并为一个定义。
这是 GCC 版本 10 之前的 GCC 和相关工具中定义的默认行为，并在 C 2018 标准 J.5.11 中有关常见扩展的信息部分中明确提到。在当前版本的 GCC 中，任何类型的多个定义默认都会被视为错误。您可以使用命令行开关请求旧行为

-fcommon

。