C++链接属性

C++ 链接属性

C++ 中的链接属性（Linkage）是指名字（如变量名、函数名）在多个翻译单元中的可见性与共享性，是理解头文件引用规则、多文件编译、extern/static关键字作用的基础。

链接属性分类

C++中，名字有三种链接属性：

链接属性	含义说明	示例
无链接（no linkage）	名字只在定义它的作用域内可见，不能被其他文件访问	局部变量、类的成员函数参数等
内部链接（internal linkage）	名字只在当前翻译单元（即当前 .cpp 文件）可见	使用 static 修饰的全局变量/函数
外部链接（external linkage）	名字可跨多个翻译单元访问（即可以被其他 .cpp 文件使用）	普通全局变量、非静态函数、extern

示例：

// 1. 局部变量：无链接
void func() {
    int x = 10; // x 为局部变量，无链接
}

// 2. 全局变量：默认外部链接
int g = 100;   // g 是全局变量，具有 external linkage，可被其他 cpp 文件引用

// 3. 使用 static 修饰：内部链接
static int s = 42;  // s 是静态全局变量，仅当前 cpp 文件可见，具有 internal linkage

extern 与链接属性

在声明变量时使用 extern：声明外部变量

// a.cpp
int g = 123; // 定义，具有 external linkage

// b.cpp
extern int g; // extern 并不会“增加”外部链接，而只是“声明”某个已经具有外部链接的变量存在于别的翻译单元。

注意：extern 本身不创建变量，只是告诉编译器「这个变量在别的地方定义了」。

const 与链接属性

默认情况下：

• const 全局变量：内部链接（internal linkage）
• constexpr 全局变量：内部链接（internal linkage）

const int a = 10;         // 内部链接，其他 cpp 文件无法访问
constexpr int b = 20;     // 同样是内部链接

extern const int a;       // 通过 extern 改为 external linkage

因此，如果想在多个文件共享 const 常量，需加 extern 并在某个文件中定义一次：

// common.h
extern const int MAX_SIZE;

// common.cpp
const int MAX_SIZE = 100;

函数的链接属性

• 非成员函数默认是 external linkage
• 使用 static 修饰的函数为 internal linkage

void foo() {}             // external linkage
static void bar() {}      // internal linkage，只能当前文件使用

类成员的链接属性

1. 类的成员函数（定义在类中）：无链接

class A {
    void func() {} // func 是 inline 成员函数，无链接
};

1. 类的静态成员变量：需要在类外定义，默认 external linkage

class B {
public:
    static int count;  // 声明
};

// B.cpp
int B::count = 0;      // 定义，external linkage

static 在类里代表“类级别”变量，必须类外定义，且默认外部链接；在全局作用域代表“只对本文件可见”，限制外部访问。

总结

情况/修饰语	链接属性	可否跨文件使用	示例
局部变量	无链接	否	函数内定义变量
const 全局变量	内部链接	否（需 extern）	const int x = 10;
constexpr 全局变量	内部链接	否	constexpr int y = 20;
全局变量	外部链接	是	int g = 10;
static 全局变量	内部链接	否	static int s = 10;
extern 声明	外部链接	是	extern int g;
函数	外部链接（默认）	是	void foo();
static 函数	内部链接	否	static void foo();

情形/修饰符	链接属性	是否改变默认链接	备注
默认（无修饰）	变量：外部链接；函数：外部链接	—	跨翻译单元可见。
static（顶层）	内部链接	✅	仅当前 .cpp 可见；等价于“文件私有”。匿名命名空间也可达成同效。
const/constexpr 变量（顶层，非 extern/非 inline）	内部链接	✅	C++ 规定默认内部链接（可放头文件而不冲突）。
extern 变量声明	一般为外部链接	对const/constexpr 会改变	extern int x; 只是声明；对 const/constexpr，extern 将其从默认内部改为外部链接（用于跨文件共享常量）。
extern 函数声明	外部链接	❌	函数本就默认外部链接，extern 基本冗余（extern "C" 例外是改变“语言链接”而非链接范围）。
inline 函数	外部链接（除非加 static）	❌	允许在多个翻译单元出现相同定义；使用处需能看到定义。static inline 则内部链接。
inline 变量（C++17+）	外部链接（若未加 static）	✅	允许在头文件定义一次并多处包含，典型写法 inline constexpr auto k = ...;。static inline 可做成内部链接。