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Zebrafish
Asked: 2024-11-14 05:17:29 +0800 CST

Cada biblioteca estática deve obter sua própria cópia de uma variável embutida?

  • 772

Supõe-se que, de acordo com as informações que ouvi, se você tiver uma variável como:

inline int a_var;

ou

struct Foo
{
     static inline int a_var;
};

Em um arquivo de cabeçalho e inclua esse cabeçalho em algum lugar em uma biblioteca estática, library2, e então inclua-o em uma biblioteca, Library2, então cada biblioteca terá sua própria cópia dessa variável.

Então eu testei isso. Eu fiz um executável e vinculei à Biblioteca estática 1 e à Biblioteca estática2.

Declaro uma variável em uma struct em um cabeçalho comum:

struct MyStruct
{
    static inline int static_var = 0;
};

E no meu executável/main() eu faço:

void library_one_function();
void library_two_function();

#include "common_header.h"
#include <iostream>

int main()
{
    MyStruct::static_var = 1;
    std::cout << "Value from executable = " << MyStruct::static_var << "\n"; // I GET 1
    library_one_func(); // LIBRARY ONE FUNCTION CHANGES IT TO 7
    std::cout << "Value from executable = " << MyStruct::static_var << "\n"; // I GET 7
    library_two_function(); // LIBRARY TWO FUNCTION CHANGES IT TO 100
    std::cout << "Value from executable = " << MyStruct::static_var << "\n"; // I GET 100

}

Toda vez que eu referencio essa variável, não há nenhuma indicação de que cada biblioteca tem sua própria cópia. É sempre a mesma coisa. Por que então as pessoas dizem que as variáveis ​​inline têm suas próprias cópias?

c++

1 respostas

  1. Best Answer

    Cada biblioteca estática deve obter sua própria cópia de uma variável embutida?

    C++ não diz.

    C++ reconhece a possibilidade de bibliotecas separadas de compilação e pré-compiladas, mas não prescreve nenhum detalhe e não permite que seu uso afete o comportamento ou a semântica de programas C++ bem formados. O envolvimento e as características das bibliotecas são um detalhe de implementação que não é relevante para a semântica C++.

    Se, em uma determinada implementação, várias bibliotecas estáticas obtivessem suas próprias cópias de static inlinemembros de dados, seria responsabilidade do vinculador dessa implementação fazer o que fosse necessário para garantir que a especificação C++ que...

    Se um membro de dados estático não for declarado, thread_local haverá uma cópia do membro de dados que será compartilhada por todos os objetos da classe.

    (classe.static.data; C23 11.4.9.3/1)

    ... é satisfeito. Isso pode ser mesclando várias cópias em uma de alguma forma apropriada, recusando-se a vincular se houvesse um conflito, ou talvez por algum outro meio.

    Por que então as pessoas dizem que variáveis ​​inline recebem suas próprias cópias?

    Qualquer pessoa bem informada dizendo isso e pretendendo ser interpretada como você está fazendo, que tal duplicação poderia ser visível dentro de um programa C++, está comentando sobre possíveis caminhos para a não conformidade da implementação. É improvável que isso seja observado com implementações típicas de bibliotecas estáticas. Talvez haja mais risco com algumas implementações de bibliotecas compartilhadas, mas isso é, novamente, um detalhe da implementação.

    Nota adicional

    Nos comentários, você citou algumas observações que atribuiu a Raymond Chen, a respeito de uma situação diferente, sobre a qual você disse:

    O tópico era se quando você tem getID() { static int counter = 0; return counter++;} definido em um cabeçalho resultaria em cada biblioteca estática tendo sua própria variável de contador. Acabei de testar esta versão com o contador e todos eles usaram exatamente a mesma cópia. No entanto, não tenho certeza se isso está definido.

    Isso diz respeito a uma variável local estática de uma função inline, não uma variável inline estática como nos exemplos da sua pergunta. Em todo caso, embora a especificação possa ter sido pouco clara sobre isso na época em que tal incerteza foi expressa, versões recentes contêm uma nota esclarecendo que (versão C++23):

    Nota 3: Uma função ou variável inline com ligação externa ou de módulo pode ser definida em múltiplas unidades de tradução (6.3), mas é uma entidade com um endereço. Um tipo ou variável estática definida no corpo de tal função é, portanto, uma entidade única.

    (dcl.inline; C++23 9.2.8/6)

    Portanto, a semântica necessária é análoga: há apenas uma cópia da variável local estática no que diz respeito ao comportamento e à semântica do C++, independentemente de a função ser definida em linha ou não, independentemente de quantas ou que tipo de bibliotecas estejam envolvidas.

    Nota adicional adicional

    Você pode, é claro, simplesmente evitar membros de dados estáticos inline, e talvez também variáveis ​​locais estáticas de funções inline. Membros de dados estáticos não inline (que são acessados) devem ter exatamente uma definição -- então não em um cabeçalho -- e é necessário e relativamente fácil garantir que isso não seja duplicado.

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