什么是鏈接屬性

鏈接屬性與C語言中各個目標文件及函數的鏈接過程有關，用于認定不同文件的標識符（即程序中定義的各種名稱，包括變量名、函數名）是否是同一個實體。更通俗地說，就是在兩個不同文件中的變量、函數聲明是否指向同一個實體。比如：a、b文件同時聲明了變量c，鏈接屬性就指定了這兩處變量c是否是同一個c。

簡單來說，鏈接屬性的作用就是讓你能在a文件中決定要不要訪問b文件中的變量、函數。

鏈接屬性的分類

鏈接屬性有三種：

• external - 外部鏈接
• internal - 內部鏈接
• none - 無鏈接

對于external屬性的標識符，不同文件中出現的多個同名稱標識符指向同一個實體。在C語言中，用extern關鍵字在聲明中指定以引用其他文件中定義的相同標識符。

對于internal屬性的標識符，僅在當前文件內該標識符指向同一個實體。在C語言中，用static關鍵字在聲明中指定讓標識符變為該文件私有（只有對原本缺省的鏈接屬性為external的標識符，才能用static關鍵字改變其鏈接屬性為internal）。

對于none屬性的標識符，在每個聲明位置都是一個新的實體。C語言中，沒有對應的關鍵字。

默認的鏈接屬性

標識符的默認的鏈接屬性與其出現的位置有關。

• 程序的全局變量、所有函數默認的鏈接屬性為external。

• 其余標識符的默認鏈接屬性為none。

在以下例子中，b、c、f的鏈接屬性就是external：

typedef char *a;
int b;
int c(int d)
{
	int e;
	int f(int g);
}

實踐應用

extern

在a文件中想要使用b文件中定義的external屬性標識符，可使用extern關鍵字在a文件中聲明。

即使該標識符所在位置默認鏈接屬性為external，也建議使用extern關鍵字顯式說明，有利于增加程序可讀性。

static

在a文件定義了一個全局標識符，但不想被其他文件訪問，可以對該標識符加上static關鍵字。

在a、b文件中定義了同樣的標識符，通過static關鍵字可以避免多重定義問題。

再次提醒：只有對原本缺省的鏈接屬性為external的標識符，才能用static關鍵字改變其鏈接屬性為internal

一些細節

• 對于external屬性的標識符，你可以在多個不同源文件中聲明，但是你只能在一處初始化。否則就會出現重復定義的問題：multiple definition of 'a';。
• extern關鍵字聲明的標識符用于訪問其他文件中定義的同名的標識符，因此無法進行初始化。如果你對extern聲明的變量進行初始化就會生成警告：warning: ‘a’ initialized and declared ‘extern’。
• 如果在其他文件中不存在相應的標識符定義，卻在當前文件中使用了extern聲明，會報錯：undefined reference to 'a'，原理同2。
• external屬性的標識符總是靜態存儲類型。
• static關鍵字還有改變存儲類型的作用，因此，其作用與上下文環境有關，只有對于默認鏈接屬性為external的標識符，才有改變鏈接屬性的作用。
• C++中，const變量隱含的具有internal屬性，C中并不具有這一性質。

思考題

internal和none屬性除了作用域不同還有什么區別？

以下代碼一定程度上闡釋了部分區別：

static int i; // definition
              // static storage
              // internal linkage

void f(void)
{
    extern int i; // declaration
                  // refers to the static i at file scope
                  // note that even though the specifier is extern
                  // its linkage is intern (this is legal in both C/C++)
    {
        int i; // definition
               // automatic storage
               // no linkage
    }
}

實際上鏈接屬性和作用域是兩個概念。之所以產生以上問題，因為internal屬性標識符出現的位置都是在文件作用域，而none往往在代碼塊作用域。此處想引起讀者對內鏈接更深入的思考，見問題2。

文件作用域已經能讓程序訪問同一文件變量，那么再進行內部鏈接的意義在哪?

同一個標識符在鏈接中只能存在一個，那么通過內部鏈接的方式可以隔絕同名外部鏈接，且限定了外部編譯單元不能訪問該文件全局標識符。

a.c：

#include 

static int a=3;

int main(void)
{
    extern int a;
    printf("a=%d\n", a);
    return 0;
}

b.c:

int a=1;

編譯后結果為：

a=3

以上僅為不完善的個人猜想，拋開隔絕外部鏈接這一點不談，就內部鏈接這一名稱而言，筆者對為什么要在同一個文件內部使用鏈接的設計仍然存疑，但目前該話題的答案超出了筆者的理解，因此更深入的討論暫時留白。

拓展：感興趣的同學可以嘗試學習鏈接相關知識，或許會找到更確定的答案。

參考

• 《Pointers On C》

• Difference between internal and no linkage

總結?