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C语言的强符号和弱符号的对比分析

天极网开发频道 2012-05-09 11:47 我要吐槽

  c语言的强符号和弱符号是c初学者经常容易犯错的地方。而且很多时候,特别是多人配合开发的程序,它引起的问题往往非常行为怪异而且难以定位。

  什么是强符号和弱符号?

  在c语言中,函数和初始化的全局变量是强符号,未初始化的全局变量时弱符号。强符号和弱符号的定义是连接器用来处理多重定义符号的,它的规则是:

  不允许多个强符号;

  如果一个强符号和一个弱符号,这选择强符号;

  如果多个弱符号,则任意选一个。

  它的陷阱:

  上代码:

  view plain //main.c #include int fun();

  int x;

  int main()

  { printf("in main.c:x=%p\n", &x);fun();return 0;} //test.c

  #include

  int x;

  int fun()

  { printf("in test.c:x=%p\n", &x);return 0;}编译:gcc main.c test.c,运行,结果:in main.c:x=0x80496a8 in test.c:x=0x80496a8两个x是一个变量。这也许可以说的过去,可能一个忘记加extern了。

  再看:

  view plain //main.c #include int fun();

  int x;

  int main()

  { printf("in main.c:&x=%p\n", &x);fun();return 0;} view plain //test.c

  #include

  struct { char a; char b; char c; char d; view plain int t;view plain } x;

  int fun()

  { printf("in test.c:&x=%p\n", &x);return 0;}运行结果:in main.c:&x=0x80496e0 in test.c:&x=0x80496e0

  连接器还认为他们是一个变量,这个时候程序员非常可能认为他们是两个变量(或者说优秀的程序员会)。而事实却相反,同一块内存,在不同的文件中会有不同的类型和含义。这两个文件对这块内存读写的过程中,都会影响到对方,引发非常诡异的问题。

  设想一下,如果是一个程序同时又多个人员来开发,如果他们只有有一个全局变量重名,且没有初始化,那么就会引发问题了。

  在一个程序中出现问题还算好,毕竟代码都在一起。如果你使用的动态库或者静态库中有未初始化的全局变量,并且恰好也和你定义的重名,结果如何?我尝试过,和上面一样,冲突的两个变量地址也相同。而这个时候你如果没有库的源码,当发生了问题,变量被修改,你估计要走很多弯路才能想到是库改了你的变量。这是我曾经解决过的一个问题。从那之后,我要求我们公司所有库的源码中不可以出现非static全局变量。

  如何避免?

  1、上策:想办法消除全局变量。全局变量会增加程序的耦合性,对他要控制使用。如果能用其他的方法代替最好。

  2、中策:实在没有办法,那就把全局变量定义为static,它是没有强弱之分的。而且不会和其他的全局符号产生冲突。至于其他文件可能对他的访问,可以封装成函数。把一个模块的数据封装起来是一个好的实践。

  3、下策:把所有的符号全部都变成强符号。所有的全局变量都初始化,记住,是所有的。如果一个没有初始化,就可能会和其他人产生冲突,尽管别人初始化了。(自己写代码测试一下)。

  4、必备之策:GCC提供了一个选项,可以检查这类错误:-fno-common.

  c语言为什么设计它?

  容易引发问题,怎么回事C的一个特性?可能是历史的原因,没有深究。但我认为也可能是部分语言设计哲学的原因:c语言的设计哲学有一点就是充分的相信程序员,给他们最大的权利和灵活性。这个特性在某些特殊的情况下也许可能发挥作用。

  语言中的君子和小人:古人说要近君子,远小人。像今天说的这个特性(共同体也可以算一个),应该是c语言中的“小人”(轻拍,可能说的比较重)。我们还是敬而远之的比较好。康熙好像说过,(特殊时期)治国不但要用君子,还要会用小人,但要能够驾驭得当。否则会引火烧身。

作者:中国IT实验室责任编辑:王健楠)
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