C语言中弱符号与弱引用怎么用

这篇文章将为大家详细讲解有关C语言中弱符号与弱引用怎么用，小编觉得挺实用的，因此分享给大家做个参考，希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获。

符号重定义错误

在编码过程中，我们经常遇到符号重定义的错误。编译器会报如下错误：

multiple definition of `xxx';

这就是符号重复定义导致的，再往细里面说，是在同一作用域内符号冲突。我们知道变量是由作用域和生命周期概念的。比如：

例1：
main.c
int strong=0;
int main()
{
	printf("strong = %d\n",strong);
	return 0;
}

strong.c
int strong=1;

gcc main.c strong.c -o main 则会报重定义错误。因为在main.c 和strong.c 文件中，整型变量strong是全局变量，它们的作用域都是跨文件的。若是在不同的作用域，即使相同变量名，也不会报错。编译器会有默认的优先级处理：总是更小作用域的变量覆盖更大作用域的变量，前提是这两个变量的作用域是包含或被包含的关系。比如：

例2：
main.c
int strong=0;
int main()
{
	printf("strong = %d\n",strong);
	return 0;
}

strong.c
static int strong=1;

gcc main.c strong.c -o main 不再报错。此时main.c 中的strong 变量的作用域是跨文件，而strong.c中的strong变量的作用域仅限strong.c文件。因此不存在相同作用域中，符号重定义问题。并且结果输出为0；
同理，下面的代码会编译报错吗？输出为多少呢？

main.c
int strong=0;
int main()
{
	int strong=2；
	printf("strong = %d\n",strong);
	return 0;
}

strong.c
static int strong=1;

甚至于下面的代码也是合法的：

main.c
int strong=0;
int main()
{
	int strong=2；
	if(1)
	{
		int strong=3;
	}
	{	
		int strong = 4;
		printf("strong = %d\n",strong);
	}
	return 0;
}

在C语言中，我们可以简单地认为花括号是文件内作用域的分隔符。

强符号与弱符号

编译器默认函数和已初始化的全局变量为强符号，而未初始化的全局变量为弱符号；同时开发者可以通过"attribute((weak))"来声明一个符号为弱符号；
gcc 在编译过程中，对于强弱符号遵循一定规则进行取舍：

• 当有多个为强符号时，报"redefinition of ‘xxx'"错误

• 当仅有一个为强符号时，选取强符号的值

• 当都为弱符号时，选择其中暂用空间较大的符号。（防止溢出越界等问题）—— 这个应该和编译器有关，我在本地环境中，是不允许多个类型不同的弱符号存在的。编译会出错。

很明显，例1 则是出现多个强符号，导致的redefinition 错误。例如下面code：

main.c
int strong;
int strong=2;
int main()
{
	printf("strong = %d\n",strong);
	return 0;
}

编译并不会出错，并且输出为2；

强引用与弱引用

我们知道在编译成可执行文件时，若源文件引用了外部目标文件的符号，在链接过程中，需要找到对应的符号定义，若未找到对应符号（未定义），链接器会报符号位未定义错误，导致编译出错。这种被称为强引用。与相对应的时弱引用（开发者可通过attribute((weakref))声明），链接器在链接符号过程中，若发现符号为弱引用，即使没有找到符号定义，链接时也不会报错，但是会将该引用默认为0；
书中的代码如下：

main.c
int strong;
int strong=2;
int main()
{
	printf("strong = %d\n",strong);
	return 0;
}

虽然没有定义foo(),但是我们可以将它编译成可执行文件，并且GCC 编译不会报链接错误，但是当我们运行时，会发生运行错误。实际上新版本的编译器上诉的代码会在链接时报错的，新版本的示例代码应该如下：(新版本的weakref 需要函数别名，且必须是static 修饰)

main.c
static __attribute__((weakref("foo"))) void myfoo(void);
void main(void)
{
	if(myfoo)
	{
		myfoo();
	}
}

新版的弱符号引用如上所示。即表示若没有找到foo函数，编译不报错，但是会默认myfoo为NULL。若在其他库中定义了foo函数，对myfoo的引用就相当于对foo的引用。这种弱引用在库的使用上十分有用的。

小节

经过上面的描述，我们了解到了强符号，弱符号，强引用，弱引用的概念。我认为起码有两点特性可以在我们工作中使用：

• 强符号可以替换弱符号。

• 弱引用可以避免函数未定义的错误。

强符号替换弱符号

一些库中对外接口可以声明为弱符号。比如：
在math库中，我们发现add(int num1, int num2)这个接口存在问题，那我们解决方式一般有以下几种:
1. 实现一个myadd(int num1,int num2)接口，之后再将项目中的所有add,替换为myadd。这种方式可行，但是存在缺点：修改量大，并且后续人员不清楚背景，很有可能继续使用熟悉的add接口。
2. 更新math库，从更本解决此问题。这种方式比较推荐。但是也并不是通用的，比如有些库并不是开源的，并且已经过了支持日期，也就不适用了。

此时，我们可以自己在项目中定义一个add(int num1,int num2)接口，用强符号替换库中的弱符号，这样改动是比较小的。（这种情景需要了解接口的实现内容，可给调用者较高的重构权力）

巧用弱引用提高代码的健壮性

应用层的开发，离不开sdk的提供，一般sdk维护了，即使应用没有需求发生，往往也会为了配合sdk，进行简单的修改。以设备升级作为举例，若升级过程中，分为传包（pass），验签(verify)，解密(decode)，安装(install)，上传日志(report)等步骤，并且这些核心接口都是以libsdk.so库的形式提供给应用工程师。那么正常情况下，应用逻辑大致如下：

用户业务流程
...
pass();
...
verify();
...
decode();
...
install();
...
report();
...

但是这样的业务代码，我觉得是非常差的。比如新的项目中，不需要做解密包操作了，（理论上libsdk.so库中应该不具备decode接口了），这样就会导致应用程序编译失败。undefine 'decode'。
因此我建议应用代码可以如下：

static __attribute__((weakref("pass"))) void mypass(void);
static __attribute__((weakref("verify"))) void myverify(void);
static __attribute__((weakref("decode"))) void mydecode(void);
static __attribute__((weakref("install"))) void myinstall(void);
static __attribute__((weakref("report"))) void myreport(void);

用户业务流程
...
if(mypass)
	mypass();
else
	printf("don't need pass\n");
...
if(myverify)
	myverify();
else
	printf("don't need verify\n");
...
if(mydecode)
	mydecode();
else
	printf("don't need decode\n");
...
if(myinstall)
	myinstall();
else
	printf("don't need install\n");
...
if(myreport)
	myreport();
else
	printf("don't need report\n");
...

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