【Thinking|C++中的static const 【Thinking|C

提出问题

以下代码，能编译链接通过吗？

void f(const int &value) { } class Test { public: static const int a = 1; }; int main() { f(Test::a); return 0; }

我的第一感觉是：应该没问题，吧。在VS 2013 实验了下，顺利通过，一切正常.然而gcc下是报错的：Undefined reference to ‘Test::a’这是为什么？

分析问题

写作本文时所用的环境是gcc 4.8.2 (Ubuntu 14.04 , X86平台)。注意，本文的讨论只针对类的static const成员，也就是所谓的class scope。namespace scope的情况不属于我们的讨论范围内。
把以上代码保存为test.cpp，然后用gcc编译它：

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

这个命令执行之后，我们会在目录下得到test.o文件。接着，我们通过objdump来查看符号表：

objdump -x test.o

我们可以看到类似如下的输出：

SYMBOL TABLE: 00000000 ldf *ABS*00000000 test.cpp 00000000 ld.text00000000 .text 00000000 ld.data00000000 .data 00000000 ld.bss00000000 .bss 00000000 ld.note.GNU-stack00000000 .note.GNU-stack 00000000 ld.eh_frame00000000 .eh_frame 00000000 ld.comment00000000 .comment 00000000 gF .text00000005 _Z1fRKi 00000005 gF .text00000019 main 00000000*UND*00000000 _ZN4Test1aE

上面的最后一行，_ZN4Test1aE就是对应我们程序中声明的Test::a。之所以长得这么复杂、奇怪，是因为编译器做了mangling处理。
注意到UND没？根据文档的解释：
UND : if the section is referenced in the file being dumped, but not defined there
也就是_ZN4Test1aE在本.o文件中引用，然而它却木有定义。因此，报Undefined reference to ‘Test::a’的错，也就情理之中了。
那么，我们的程序是否真的引用了_ZN4Test1aE呢？恩，我们接着往下看。
输入如下命令：

g++ -S test.cpp

我们可以得到类似这样的汇编代码(做了整理，节选)：

main: pushl%ebp movl%esp, %ebp subl$4, %esp movl$_ZN4Test1aE, (%esp) ; 看到没？_ZN4Test1aE ！ call_Z1fRKi ; 调用函数f movl$0, %eax leave ret

虽然我们已经分析出为什么会报错，然而，我们还有一个疑问，就是，为什么下面的代码，是OK的？

void f(const int value) //这里没有 & { } class Test { public: static const int a = 1; }; int main() { f(Test::a); //没问题 return 0; }

恩，有了前面的基础，相信读者诸君已经知道怎么分析。我们可以用同样的方法，看看它的汇编代码：

main: pushl%ebp movl%esp, %ebp subl$4, %esp movl$1, (%esp); 看到没？1，不是_ZN4Test1aE，也不是Test::a call_Z1fi movl$0, %eax leave ret

也就是说，在这里，编译器只是把Test::a认作一个占位符，实际使用之处用1代替了。

解决问题

【【Thinking|C++中的static const】知道原因了，那么怎么解决呢？恩，至少三种方法：
1.我们可以定义（而不是声明）Test::a。是的，上面的static const int a = 1; 并不是它的定义式。如果要定义，那么我们应该这么做：

void f(const int &value)//还是传引用 { } class Test { public: static const int a; }; const int Test::a = 1; //定义a int main() { f(Test::a); //现在没问题了 return 0; }

有兴趣的读者可以看看这个程序对应的符号表，就会发现Test::a被放在了程序的rodata section，而不是UND了。
2.如果仅仅声明a，那么我们可以按值的方式使用它，这没问题。也就是只使用它的值；而不去获得它的地址(当然，也包括引用。引用本质上也是地址)。
3.使用枚举类型。是的，枚举！像这样：

void f(const int &value)//还是传引用 { } class Test { public: enum HELLOWORLD {a = 1}; //枚举，而不是 static const }; int main() { f(Test::a); //没问题 return 0; }

那么，这种情况下，编译器是如何处理的呢？就留给读者诸君作为练习吧。

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