当在单独的步骤中编译和链接时，用户定义类的C++静态实例会导致对构造函数的双重调用

Question

因此，我将问题简化为一个非常简单的程序，其中包含一个空main((函数和一个非常复杂的类，如下所示。

A.cpp

#include <iostream>
class A {
public:
A() {std::cout<<"Inside A()"<<std::endl;}
};
static A a;

test.cpp

#include "A.cpp"
int main() {}

现在考虑两个选项，将这个简单的程序构建成两个不同的可执行文件：

生成程序#1:

使用以下命令进行编译(从.cpp文件生成.o文件(：g++ -c test.cpp A.cpp

然后使用以下命令链接：g++ test.o A.o -o linkedTest

生成程序#2：

使用以下命令立即编译并链接：g++ test.cpp -o test

因此，在这一点上，我们在源文件旁边有两个程序(与中间.o文件一起(：linkedTest和test。

现在，运行test程序(命令./test(，它将只执行类A的构造函数一次，并打印文本"Inside A((">。相反，运行linkedTest程序(命令./linkedTest(，它将执行类A的构造函数两次！

所以我的问题是：为什么会发生这种情况？难道同一个编译器不应该(至少(从同一个源代码中生成同一个程序吗？舞台后面到底发生了什么？如何控制它？这是预期的编译器/链接器行为还是(未知(错误？

任何一位C++大师都能对此有所了解。。。？

供您参考，我的GCC版本是：GCC(Ubuntu 7.5.0-3ubuntu1~18.04(7.5.0

Answer 1

请记住，静态var是按编译单元定义的

在以下情况下：

g++ -c test.cpp A.cpp
g++ test.o A.o -o linkedTest

编译器创建2个对象，每个对象都有自己的静态变量A.

而通过只构建一个对象：

g++ test.cpp -o test

你得到了一个编译单元，也就得到了A.的一个定义

Answer 2

编译test.cpp和A.cpp时，有两个编译单元，它们都定义了一个名为a的变量。由于该变量被声明为静态，因此这是合法的(否则您会收到关于a被定义两次的错误(，并导致两个自变量被定义为同名。既然你得到了两个变量，你也得到了两次构造函数调用。

当您只定义test.cpp时，就只有一个编译单元，只有一个a，因此只有一个构造函数调用。

附言：将源文件相互包含通常是个坏主意，因为这会导致这样的问题。

Answer 3

将#include作为*.cpp文件是不寻常的，通常是个坏主意。

但是，如果像正常情况一样使用头文件，并使用包含它的第二个*.cpp文件，则会得到相同的行为：

// A.hpp:
#ifndef TEST_CLASS_A_HPP
#define TEST_CLASS_A_HPP
#include <iostream>
class A {
public:
A() {std::cout<<"Inside A()"<<std::endl;}
};
static A a;
#endif
// A.cpp:
#include "A.hpp"
// and nothing else!
// test.cpp:
#include "A.cpp"
int main() {}

当以正常方式编译上面的程序时，有两个"翻译单元"：一个用于A.cpp，它包括A.hpp中的所有内容，另一个用于test.cpp，它也包括A.hpp中的所有信息。在任何类或函数之外，关键字static表示定义具有"内部链接"，因此不能从另一个翻译单元使用，如果另一个翻译单元定义了类似的东西，那么它定义了一个同名的不同对象或函数。因此，是的，程序已经并自动创建了两个对象，它们都命名为a，类型为A。

您的原始程序由A.cpp和test.cpp组成，其中包括A.cpp，类似地有两个翻译单元，每个单元都有自己的对象a，类型为A。刚刚编译test.cpp的版本只有一个翻译单元和一个a对象。