Question

我有一个基类，它有一个由两个类实现的纯虚方法：

// base_class.hpp
class base_class {
public:
  virtual std::string hello() = 0;
};

// base_implementer_1.hpp
class base_implementer1 : base_class {
public:
  std::string hello();
};

// base_implementer_2.hpp
class base_implementer2 : base_class {
public:
  std::string hello();
};

// base_implementer_1.cpp
std::string hello() {
  return(std::string("Hello!"));
}

// base_implementer_2.cpp
std::string hello() {
  return(std::string("Hola!"));
}

请注意实现中缺少base_implementer1::和base_implementer2::。这是故意的。

通过添加base_implementer1::和base_implementer2::，我没有收到多重定义错误。然而，让他们离开链接器抱怨我有两个相同功能的定义（hello()）。

由于头文件中没有这两个实现，我认为（即使它们在实施hello()方面不正确）也会被允许，因为没有理由你不能拥有它们两个hello()文件中的两个.cpp函数。但事实似乎并非如此。谁能告诉我链接器中发生了什么事情才能发生这种多重定义错误？

Answer 1

One-Definition-Rule定义了两个范围的规则，即翻译单元范围和程序范围。

以下具有翻译单位范围的规则规定，相同的翻译单元不得包含同一功能的两个不同定义：

任何变量，函数，类类型，枚举只有一个定义任何一个翻译单元允许使用类型或模板这些可能有多个声明，但只有一个定义允许的）。

因此，如果您有两个不同的.cpp文件，那么您有两个不同的翻译单元，并且每个翻译单元都有自己的hello()定义;在翻译单位的范围内不违反ODR。

以下带有程序范围的规则定义了一个odr使用的函数必须在程序中只定义一次：

每个非内联函数或变量的唯一定义在整个过程中需要使用odr-used（见下文）程序（包括任何标准和用户定义的库）。该编译器不需要诊断此违规，但行为违反它的程序是未定义的。

odr-used的定义非正式地指出，对于每个被调用的函数或者哪个地址都必须在程序中定义：

非正式地说，如果一个对象的地址被采用，或者一个对象被使用了引用绑定到它，如果函数是函数，则使用它打电话给它或其地址。如果一个对象或一个函数是odr-used，它的定义必须存在于某个地方程序;违反这一点的是链接时错误。

因此，如果多个.cpp文件公开hello()的实现，并且如果调用或引用此函数，则显然违反了程序范围内的ODR。

如果相应的功能没有使用（即被调用或引用），ODR应该 - 据我的理解 - 不会被违反;

如果编译器抱怨重复的符号，那么这是因为该程序违反了链接规则（请同时授予SO answer关于“如果我不使用变量”的话。 C ++11§3.5[basic.link] / 9州：

两个相同且在不同范围内声明的名称   应表示相同的变量，函数，类型，枚举器，模板   或命名空间


两个名称都有外部链接，或者两个名称都有内部链接，并在同一个翻译单元中声明;和......

要避免这种情况，请确保最多公开hello()的一个实现，并使所有其他实现static或使用未命名的命名空间。

在C编程语言中，static与全局变量和函数一起使用，以将其范围设置为包含文件，即它不公开此实现，并且避免与其他二进制文件发生冲突。

因此，合理的建议是：制作仅在翻译单元中使用的功能定义，仅对此翻译单元可见;并定义在名称空间或类中公开的函数，以避免链接器中出现意外或不可预见的名称冲突/重复符号问题。

Answer 2

在base_implementor_1.cpp中定义一个名为hello的全局函数。您在base_implementor_2.cpp中定义了另一个名为hello的全局函数。这导致违反ODR的多重定义和所需错误。为什么这是个问题？如果你有一个调用hello()的第三个源文件，应该调用哪个函数？

如果要在多个源文件中定义具有相同名称的不同功能，可以在前面加上static关键字

static void hello() { }

或在匿名命名空间内

namespace {
    void hello() { }
}

Answer 3

在两个不同的翻译单元中，您对名为hello的函数有两种不同的定义。当涉及链接时，链接器不知道要链接到哪个hello函数。

考虑：

A.cpp

#include <string>
std::string hello() {
    return "A";
}

B.cpp

#include <string>
std::string hello() {
    return "B";
}

C.cpp

#include <iostream>
std::string hello();
int main() {
    std::cout << hello() << '\n';
}

链接器怎么可能知道hello中要调用哪个main？它不能，因为违反了一个定义规则。

了解导致此多重定义错误的原因

3 个答案: