Question

让我们假设以下标题为foo.h：

class Foo {
  private:
    void print() const;
};

并关注foo.cpp：

#include <iostream>

#include "foo.h"

void Foo::print() const {
    std::cout << "Secret" << std::endl;
}

另一个头文件foo1.h，它与foo.h相同，除非方法print被声明为public：

class Foo {
  public:
    void print() const;
};

这将是main.cpp，只需在foo1.h中调用print：

#include "foo1.h"

int main() {
    Foo f;
    f.print();
    return 0;
}

对我来说似乎很奇怪的是，以下链接将起作用：

g++ foo.cpp -c -o foo.o
g++ main.cpp -c -o main.o
g++ main.o foo.o -o exec
./exec

最后一个命令将输出：

Secret

因此，在不知道类Foo的具体实现的情况下，知道它的声明并拥有其目标文件，即使它们被声明为私有，我们也可以创建它的方法。

我的问题是：

为什么会这样？ Linker不考虑私人和公开声明吗？
这种行为在实践中有用吗？如果是，它是如何使用的？我猜这可能对测试有用。

Answer 1

首先，因为你违反了“一个定义规则”（C ++ 11 3.2 / 5“一个定义规则”说不同翻译单元中的单独类定义必须“由相同的令牌序列组成”），就工具链而言，任何事情都会发生。它可以诊断错误，或者生成一个似乎有效的程序（如在测试中）。

您的实验产生结果的一个简单原因是编译器对类成员的访问是“强制执行”的，并且您告诉编译器成员Foo::print()的访问是公开的。

它符合工具链对由于其他原因（例如重载）执行的名称mangle中的成员的访问进行编码。但是，由于标准不要求工具链强制执行，因此实施者似乎认为他们不需要在链接时考虑访问控制。换句话说，我认为将访问控制编码到链接器使用的外部符号是可行的，但是没有完成这项工作;可能是因为严格来说没有必要。

请注意，Microsoft C ++确实包含对外部名称中成员的访问权限，因此您确实会收到链接时错误：

testmain.obj : error LNK2019: unresolved external symbol "public: void __thiscall Foo::print(void)const " (?print@Foo@@QBEXXZ) referenced in function _main testmain.exe : fatal error LNK1120: 1 unresolved externals

以下是g ++产生的符号（以及c++filt解码）：

D:\so-test>nm test.o | grep Foo
000000000000008c t _GLOBAL__sub_I__ZNK3Foo5printEv
0000000000000000 T _ZNK3Foo5printEv

D:\so-test>nm testmain.o | grep Foo
                 U _ZNK3Foo5printEv

D:\so-test>c++filt _ZNK3Foo5printEv
Foo::print() const

以下是MS C ++生成的符号（以及解码）：

D:\so-test>dumpbin /symbols test.obj | grep Foo
22D 00000000 SECTBA notype ()    External     | ?print@Foo@@ABEXXZ (private: void __thiscall Foo::print(void)const )

D:\so-test>dumpbin /symbols testmain.obj | grep Foo
009 00000000 UNDEF  notype ()    External     | ?print@Foo@@QBEXXZ (public: void __thiscall Foo::print(void)const )

Answer 2

标准，[basic.def.odr]部分：

如果每个定义出现在不同的翻译单元中，并且定义满足以下要求，则程序中的类类型 [snip] 可以有多个定义。鉴于在多个翻译单元中定义了这样一个名为D的实体，那么

- D的每个定义应由相同的令牌序列组成;以及

您的程序违反了此规则，因为该类的两个定义不包含相同的标记序列。违反单一定义规则会使程序格式不正确。

为什么会这样？

标准不明确，标准没有说明应该如何处理这种情况。工具链可以自由拒绝链接程序，但允许成功链接。您的链接器恰好执行后者。另一个链接器可能会做前者。

Linker不考虑私人和公开声明吗？

正如您在实验中观察到的那样，您的链接器似乎不考虑访问说明符。链接器不需要考虑它们。它们纯粹是编译时的概念。

这种行为在实践中有用吗？如果是，它是如何使用的？

依赖于此evil并且不可移植。也就是说，当源无法重新编译时，它有时可以在野外看作是解决API限制的肮脏黑客。

Answer 3

链接器仅解析符号。每个C ++文件都是独立编译的，通过#include语句引入任何声明，构建符号（在.o文件中），然后链接器只对编译器输出起作用。 C ++访问修饰符（如private，protected和public）仅影响编译器，而不影响链接器。（从技术上讲，链接器甚至不知道类，它只处理类成员的装饰/损坏符号名称。）尽管不建议，但可以修改类的声明以更改成员的访问权限，实际上“取消隐藏“他们。

为什么链接器不保留封装？

3 个答案: