面试题：C++ static 函数作用域与生命周期的深入理解

Question

假设你有一个包含多个源文件的 C++ 项目，在一个源文件中定义了一个 static 函数，其他源文件能否调用这个函数？如果不能，为什么？如果能，需要满足什么条件？此外，从编译链接的角度解释 static 函数的作用域限制是如何实现的。

Answer 1

1. 其他源文件能否调用该 static 函数：
   • 其他源文件不能调用在一个源文件中定义的 static 函数。
2. 原因：
   • 在 C++ 中，static 函数具有文件作用域。它的作用域被限制在定义它的源文件内部。这意味着该函数的名字在其他源文件中是不可见的，编译器不会在其他源文件中去查找这个 static 函数的定义。
3. 编译链接角度解释作用域限制实现：
   • 编译阶段：
     • 编译器在编译每个源文件时是独立进行的。当编译器遇到一个 static 函数定义时，它会为该函数在当前源文件的符号表中创建一个条目。这个符号表只对当前源文件有效。
   • 链接阶段：
     • 链接器的作用是将各个源文件编译后生成的目标文件链接在一起形成可执行文件。由于 static 函数的符号只存在于定义它的源文件对应的目标文件的符号表中，并且该符号具有内部链接属性（即对其他目标文件不可见），链接器不会在其他目标文件中查找该 static 函数的引用。所以，其他源文件无法调用这个 static 函数。这就实现了 static 函数作用域限制在定义它的源文件内。