声明和定义 (C++)

项目
04/03/2023

C++ 程序由各种实体组成，例如变量、函数、类型和命名空间。必须先声明其中的每个实体才能使用它们。声明指定实体的唯一名称，以及有关其类型和其他特征的信息。在 C++ 中，声明名称的位置就是它对编译器可见的位置。无法引用稍后在编译单元中某个位置声明的函数或类。变量应尽可能在靠近其使用位置之前的位置声明。

下面的示例演示了一些声明：

#include <string>

int f(int i); // forward declaration

int main()
{
    const double pi = 3.14; //OK
    int i = f(2); //OK. f is forward-declared
    C obj; // error! C not yet declared.
    std::string str; // OK std::string is declared in <string> header
    j = 0; // error! No type specified.
    auto k = 0; // OK. type inferred as int by compiler.
}

int f(int i)
{
    return i + 42;
}

namespace N {
   class C{/*...*/};
}

在第 5 行，声明了 main 函数。在第 7 行，声明并初始化了名为 pi 的 const 变量。在第 8 行，使用函数 f 生成的值声明并初始化了整数 i。由于第 3 行中的前向声明，名称 f 将对编译器可见。

在第 9 行，声明了类型为 C 的名为 obj 的变量。但是，此声明会引发错误，因为 C 只会在程序中的后期阶段声明，而不会前向声明。若要修复该错误，可将 C 的整个定义移到 main 之前，或者为其添加前向声明。此行为不同于 C# 等其他语言。在这些语言中，函数和类可以在源文件中的声明位置之前使用。

在第 10 行，声明了类型为 std::string 的名为 str 的变量。名称 std::string 可见，因为它是在string头文件中引入的，该文件已合并到第 1 行的源文件中。 std 是声明 string 类的命名空间。

在第 11 行，由于名称 j 尚未声明，因此会引发错误。与 JavaScript 等其他语言不同，声明必须提供类型。在第 12 行，使用了 auto 关键字，告知编译器根据用于初始化 k 的值来推理其类型。在本例中，编译器选择 int 作为类型。

声明范围

声明引入的名称在出现声明的作用域内有效。在以上示例中，在 main 函数内部声明的变量是局部变量。可以在 main 外部的全局作用域内声明名为 i 的另一个变量，它将是一个单独的实体。但是，这种名称重复可能导致编程器混淆和错误，应该避免。在第 21 行，在命名空间 N 的作用域内声明了类 C。使用命名空间有助于避免名称冲突。大多数 C++ 标准库名称都在 std 命名空间中声明。有关作用域规则如何与声明交互的详细信息，请参阅作用域。

定义

必须定义并声明某些实体，包括函数、类、枚举和常量变量。稍后在程序中使用实体时，定义将为编译器提供生成计算机代码所需的所有信息。在以上示例中，第 3 行包含函数 f 的声明，但该函数的定义在第 15 到 18 行中提供。在第 21 行，声明和定义了类 C（不过，定义该类没有任何意义）。必须在声明常量变量的同一语句中定义该变量，换言之，为其赋值。内置类型（例如 int）的声明将自动成为定义，因为编译器知道要为其分配多少空间。

以下示例演示的声明也是定义：

// Declare and define int variables i and j.
int i;
int j = 10;

// Declare enumeration suits.
enum suits { Spades = 1, Clubs, Hearts, Diamonds };

// Declare class CheckBox.
class CheckBox : public Control
{
public:
    Boolean IsChecked();
    virtual int     ChangeState() = 0;
};

下面这些声明不是定义：

extern int i;
char *strchr( const char *Str, const char Target );

Typedef 和 using 语句

在早期版本的 C++ 中，typedef 关键字用于声明一个新名称，该名称是另一个名称的别名。例如，类型 std::string 是 std::basic_string<char> 的另一个名称。编程器使用 typedef 名称而不是实际名称的原因应该很明显。新式 C++ 优先使用 using 关键字而不是 typedef，但思路是相同的：为已声明并定义的实体声明一个新名称。

静态类成员

静态类数据成员是类的所有对象共享的离散变量。由于它们是共享的，因此必须在类定义的外部定义和初始化。有关详细信息，请参阅类。

外部声明

C++ 程序可能包含多个编译单元。若要声明在单独的编译单元中定义的实体，请使用 extern 关键字。声明中的信息对于编译器而言已足够。但是，如果在链接步骤中找不到实体的定义，则链接器将引发错误。

本部分内容

存储类
 const
constexpr
extern
初始值设定项
 别名和 typedef
using 声明
 volatile
decltype
C++ 中的特性

另请参阅

基本概念