__attribute__
是一个编译器指令,其实是 GNU C
的一种机制,本质是一个编译器的指令,在声明的时候可以提供一些属性,在编译阶段起作用,来做多样化的错误检查和高级优化。
用于在 C
,C++
,Objective-C
中修饰变量、函数、参数、方法、类等。
合理使用 __attribute__
有什么好处?
- 给编译器提供上下文,帮助编译器做优化,合理使用可以收到显著的优化效果。
-
编译器会根据
__attribute__
产生一些编译警告,使代码更规范。 - 给代码阅读者提供必要的注解,助其理解代码意图。
总之,__attribute__
起到了给编译器提供上下文的作用,如果错误的使用 __attribute__
指令,因为给编译器提供了错误的上下文,由此引起的错误通常很难被发现。
强符号和弱符号
在同一作用域下不能定义同一个变量或函数,很多C语言学习者都理所当然地这么认为。
这个其实是是有所偏颇的,GNU C对标准C语言进行了扩展,在GCC中,对于符号(在编译时,变量和函数都被抽象成符号)而言,存在着强符号和弱符号之分。
是的,是否支持这个特性是由不同的C语言标准决定的。
对于C/C++而言,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。
在编程者没有显示指定时,编译器对强弱符号的定义会有一些默认行为,同时开发者也可以对符号进行指定,使用"attribute((weak))"来声明一个符号为弱符号。
定义一个相同的变量,当两者不全是强符号时,gcc在编译时并不会报错,而是遵循一定的规则进行取舍:
-
当两者都为强符号时,重复定义的报错:
redefinition of 'xxx'
- 当两者为一强一弱时,选取强符号的值
- 当两者同时为弱时,选择其中占用空间较大的符号,这个其实很好理解,编译器不知道编程者的用意,选择占用空间大的符号至少不会造成诸如溢出、越界等严重后果。
在默认的符号类型情况下,强符号和弱符号是可以共存的,类似于这样:
intx;
intx=1;
编译不会报错,在编译时x的取值将会是1.
注意,这里可以使用__attribute__((weak))
将强符号转换为弱符号,却不能与一个强符号共存,类似于这样:
int__attribute__((weak))x=0;
intx=1;
编译器将报重复定义错误。
强引用和弱引用
除了强符号和弱符号的区别之外,GNUC还有一个特性就是强引用和弱引用。
我们知道的是,编译器在编译阶段只负责将源文件编译成目标文件(即二进制文件),然后由链接器对所有二进制文件进行链接操作。
编译器默认所有的变量和函数为强引用,同时编程者可以使用__attribute__((weakref))
来声明一个函数。
注意这里是声明而不是定义,既然是引用,那么就是使用其他模块中定义的实体,对于函数而言,我们可以使用这样的写法:
__attribute__((weakref))voidfunc(void);
,然后在函数中调用func()
,如果func()
没有被定义,则func
的值为0,如果func
被定义,则调用相应func,在《程序员的自我修养》这本书中有介绍,它是这样写的:
__attribute__((weakref))voidfunc(void);
voidmain(void)
{
if(func){func();}
}
但是在现代的编译系统中,这种写法却是错误的,编译虽然通过(有警告信息),但是却不正确:
warning:‘weakref’attributeshouldbeaccompaniedwithan‘alias’attribute[-Wattributes]
警告显示:weakref需要伴随着一个别名才能正常使用
强/弱符号和强/弱引用的作用
这种弱符号、弱引用的扩展机制在库的实现中非常有用。
我们在库中可以使用弱符号和弱引用机制,这样对于一个弱符号函数而言,用户可以自定义扩展功能的函数来覆盖这个弱符号函数。
同时我们可以将某些扩展功能函数定义为弱引用,当用户需要使用扩展功能时,就对其进行定义,链接到程序当中。
如果用户不进行定义,则链接也不会报错,这使得库的功能可以很方便地进行裁剪和组合。
注意:C标准里根本没有提到强、弱符号。这只是GCC这个实现定义的特性,在MS C编译器里是不存在这个概念的。
审核编辑 :李倩
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原文标题:C语言进阶小技巧,弱符号和弱引用
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