Question

我有一个代码：

A.H

...
namespace X
{
    const std::string Foo = "foo";
    inline std::string getFoo()
    {
        return Foo;
    }
}
...

a.cpp：

#include "a.h"
...
namespace X
{
   const string Default_Foo = getFoo();
}
...

当然，项目中有更多文件包含a.h

该程序在开始时导致段错误。调查显示：

    bash-4.2# nm -oC a.out | grep Foo
    a.out:3c162c50 b X::Foo
    a.out:3c162990 b X::Foo
    a.out:3c1641b0 b X::Foo

2.在初始化期间，Default_Foo调用getFoo（），它不从a.cpp编译单元获取已经初始化的Foo，而是从另一个编译单元获取Foo，这很可能尚未初始化。这显然会导致段错误。

有人可以给我这样的行为推理吗？未来针对此类问题的最佳防御策略是什么？

最后我最感兴趣的是为什么getFoo（）使用来自另一个编译单元的Foo。

Answer 1

您的程序违反了一个定义规则（ODR）。

内联函数可以在多个编译单元中定义，但要求必须一致地定义它们，也就是说，每个定义都由相同的词汇序列组成，并且该序列中的每个使用的标识符必须表示相同的对象。

在您的情况下，标识符Foo表示编译单元之间的不同对象（默认情况下，修饰符const的名称空间级对象具有内部链接，因此每个编译单元都有自己的{{1} }）。

用于构建程序的工具可能（但不是必须）诊断违反此规范的行为。在你的情况下，他们没有。链接器刚刚选择了X::Foo的第一个定义而没有仔细考虑它。

Answer 2

创建了X::Foo的多个副本，因为您在标头中声明了定义 X::Foo。因此，当您将X::Foo包含在源中时，您将获得尽可能多的声明和定义。实际上，由于多个定义，它通常会在链接时导致错误，但是通过X::Foo内部链接可以避免这种错误。（请参阅 legends2k 评论以获得解释）

静态初始化本身只在编译单元内有一个顺序。在多个编译对象之间获得适当的静态初始化顺序确实是一个问题。有特定于编译器的扩展来实现这一点，但请注意它们有严重的限制。

提供的代码方式我看不出为什么X::getFoo()调用不会被内联，从而消除了动态符号解析的任何机会。 X::Foo本身也不应该被名字弄乱。您应检查生成二进制文件的符号名称/重定位表，以查看是否动态解析了X::getFoo()或X::Foo。

避免此问题的解决方案之一是避免全局静态变量。相反，使用这种方法：

static const std::string& getFoo()
{
    static const std::string val = "abc";
    return val;
}

您将获得以下承诺：

Answer 3

在另一个论坛讨论这个问题之后，我倾向于认为问题的根源在于一个事实，即编译器为每个翻译单元创建多个getFoo（）副本，每个翻译单元从该单元引用Foo。在链接期间，链接器认为所有getFoo（）都是等效的并且拾取第一个，这不能保证是来自a.cpp转换单元的那个。

欢迎任何评论。