c++ - 不同翻译单元中类的多重定义

Question

我对 C++ 标准第 3.2 节 [basic-def-odr] 项目符号点 6(即 -3.2.6)几乎没有疑问。

指定了几个条件来判断一个类是否可以多次定义，每个定义都在单独的翻译单元中。

我无法在此项目符号中找到以下强调部分的示例:

in each definition of D, corresponding names, looked up according to [basic.lookup], shall refer to an entity defined within the definition of D, or shall refer to the same entity, after overload resolution ([over.match]) and after matching of partial template specialization ([temp.over]), except that a name can refer to a non-volatile const object with internal or no linkage if the object has the same literal type in all definitions of D, and the object is initialized with a constant expression ([expr.const]), and the object is not odr-used, and the object has the same value in all definitions of D .

任何人都可以举一个例子，其中“应引用在 D 的定义中定义的实体” 结果是错误的，并且将多个定义作为错误...

如果可以提供示例来解释同一部分中的以下项目符号，那将会更有帮助。

in each definition of D, a default argument used by an (implicit or explicit) function call is treated as if its token sequence were present in the definition of D; that is, the default argument is subject to the three requirements described above (and, if the default argument has sub-expressions with default arguments, this requirement applies recursively

提前致谢

Answer 1

解释和第一个例子

举个例子

class Z { char c; };

class X {
public: 
    using Y = Z;  // Z refers to an entity outside definition of D
    Y f();        // Y refers to an entity within definition of D
};

措辞

shall refer to an entity defined within the definition of D, orshall refer to the same entity

意味着:

• 要么您引用 X 中定义的实体(f() 声明中的 Y 示例)，
• 或者您指的是不在 X 中的实体(用于定义 Y 的 Z 示例)但它应该指的是相同实体在您定义 X 的所有编译单元中。

实际上，这种复杂的措辞只是意味着，如果您在不同的编译单元中定义相同的类(具有相同的标记序列，如您所引用的上面的破折号中所要求的那样)，它应该具有相同的含义。目的是允许在头文件中定义一个类，并在多个 cpp 文件中包含相同的头文件。

你怎么能打破这条规则？

只需对相同的类 X 使用相同的包含，但使用类 Z 的不同版本。这将不符合 odr:

X.h 文件:

class X {
public: 
    using Y = Z;  // Z refers to an entity outside definition of D
    Y f();        // Y refers to an entity within definition of D
private: 
    Y yes; 
};

文件 Z1.h:

class Z { char c; };

Z2.h 文件:

class Z { int c; char d; };  ///  OOPS !! same class, not same token 

文件 a.cpp

#include "Z1.h"
#include "X.h"   // X is defined with one meaning for Z 

void myfunc (X a) { ... } 

文件 b.cpp

#include "Z2.h"
#include "X.h"   // ouch X is defined but using another layout for Z !!
extern void myfunc (X a); 
int main() { X oops;  myfunc(oops); }   // ==> what will happen here ?  

根据您的 C++ 实现，这可能会以多种方式失败:链接器错误(因为名称修改算法可能被击败)、内存/堆栈损坏(因为 myfunc 期望堆栈上有一定大小的对象，但 main 是将不同大小的对象插入堆栈)等...

编辑:默认值

在类函数中，您可以为参数定义默认值。您的附加引述只是说适用于 D 项的规则也适用于用作默认参数的表达式。示例:

const int I_HATE_GLOBALS=sizeof(int)*3; 

struct T {
   void show (size_t a=I_HATE_GLOBALS); 
};     

在此示例中，如果 I_HATE_GLOBALS 始终以相同的方式定义，则您可以在多个翻译单元中出现相同的 T 定义。但是，如果您在多个 cpp 文件中使用相同的 T 定义，但如果您使用包含和条件编译的魔力来获得定义不同的 I_HATE_GLOBAL，那么您将中断ODR规则。