新手小心：c語言中強符號與弱符號的使用

2020-01-26 16:10:43

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供稿：網友

聲明：下面的實例全部在linux下嘗試，window下未嘗試。有興趣者可以試一下。文章針c初學者。
c語言的強符號和弱符號是c初學者經常容易犯錯的地方。而且很多時候，特別是多人配合開發的程序，它引起的問題往往非常行為怪異而且難以定位。
什么是強符號和弱符號？
在c語言中，函數和初始化的全局變量是強符號，未初始化的全局變量時弱符號。強符號和弱符號的定義是連接器用來處理多重定義符號的，它的規則是：
不允許多個強符號；
如果一個強符號和一個弱符號，這選擇強符號；
如果多個弱符號，則任意選一個。
它的陷阱：
上代碼：

復制代碼代碼如下:

//main.c
#include <stdio.h>
int fun();
int x;
int main()
{
 printf("in main.c:x=%p/n", &x);
 fun();
 return 0;
}
//test.c
#include <stdio.h>
int x;
int fun()
{
 printf("in test.c:x=%p/n", &x);
 return 0;
}

編譯：gcc main.c test.c，運行，結果：
in main.c:x=0x80496a8
in test.c:x=0x80496a8
兩個x是一個變量。這也許可以說的過去，可能一個忘記加extern了。
再看：

復制代碼代碼如下:

//main.c
#include <stdio.h>
int fun();
int x;
int main()
{
 printf("in main.c:&x=%p/n", &x);
 fun();
 return 0;
}

復制代碼代碼如下:

//test.c
#include <stdio.h>
struct
{
<span style="white-space:pre"> </span>char a;
<span style="white-space:pre"> </span>char b;
<span style="white-space:pre"> </span>char c;
<span style="white-space:pre"> </span>char d;<span style="white-space:pre"> </span>

復制代碼代碼如下:

<span style="white-space:pre"> </span>int t;

復制代碼代碼如下:

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

運行結果：
in main.c:&x=0x80496e0
in test.c:&x=0x80496e0
連接器還認為他們是一個變量，這個時候程序員非常可能認為他們是兩個變量（或者說優秀的程序員會）。而事實卻相反，同一塊內存，在不同的文件中會有不同的類型和含義。這兩個文件對這塊內存讀寫的過程中，都會影響到對方，引發非常詭異的問題。
設想一下，如果是一個程序同時又多個人員來開發，如果他們只有有一個全局變量重名，且沒有初始化，那么就會引發問題了。
在一個程序中出現問題還算好，畢竟代碼都在一起。如果你使用的動態庫或者靜態庫中有未初始化的全局變量，并且恰好也和你定義的重名，結果如何？我嘗試過，和上面一樣，沖突的兩個變量地址也相同。而這個時候你如果沒有庫的源碼，當發生了問題，變量被修改，你估計要走很多彎路才能想到是庫改了你的變量。這是我曾經解決過的一個問題。從那之后，我要求我們公司所有庫的源碼中不可以出現非static全局變量。
如何避免？
1、上策：想辦法消除全局變量。全局變量會增加程序的耦合性，對他要控制使用。如果能用其他的方法代替最好。
2、中策：實在沒有辦法，那就把全局變量定義為static，它是沒有強弱之分的。而且不會和其他的全局符號產生沖突。至于其他文件可能對他的訪問，可以封裝成函數。把一個模塊的數據封裝起來是一個好的實踐。
3、下策：把所有的符號全部都變成強符號。所有的全局變量都初始化，記住，是所有的。如果一個沒有初始化，就可能會和其他人產生沖突，盡管別人初始化了。（自己寫代碼測試一下）。
4、必備之策：GCC提供了一個選項，可以檢查這類錯誤：-fno-common。
c語言為什么設計它？
容易引發問題，怎么回事C的一個特性？可能是歷史的原因，沒有深究。但我認為也可能是部分語言設計哲學的原因：c語言的設計哲學有一點就是充分的相信程序員，給他們最大的權利和靈活性。這個特性在某些特殊的情況下也許可能發揮作用。
語言中的君子和小人：
古人說要近君子，遠小人。像今天說的這個特性（共同體也可以算一個），應該是c語言中的“小人”（輕拍，可能說的比較重）。我們還是敬而遠之的比較好。康熙好像說過，（特殊時期）治國不但要用君子，還要會用小人，但要能夠駕馭得當。否則會引火燒身。

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