强符号和弱符号及应用场景

在C语言中，编译器将没有初始化的全局变量定义作为弱符号处理，将初始化的全局变量定义作为强符号处理。在链接的时候不允许多个相同的强符号出现，但是允许一个强符号和多个弱符号同时出现，或者只有多个弱符号。

但是在C++中，为了维护单定义原则，初始化和未初始化的全局变量都会被当成强符号对待。

	强符号	弱符号
C	初始化的全局变量定义	未初始化的全局变量定义
C++	初始化或未初始化的全局变量定义	显示定义 __ attribute __ ((weak))

	强符号	弱符号
强符号	不允许多个相同强符号同时存在	允许一个强符号和多个弱符号同时存在
弱符号	允许一个强符号和多个弱符号同时存在	允许多个弱符号同时存在，但是最终链接器会选择占空间最大的那个

下面着重介绍一下C++中弱符号的使用方法和应用场景：

使用方法

1. 错误使用-未显示声明弱符号

cpp 复制代码

//--------------main.cpp-----------------
#include <iostream>

int var_strong = 1;
int main()
{
    std::cout << var_strong  << std::endl;
    return 0;
}
//---------------------------------------

//--------------other.cpp----------------
double var_strong = 4.0;
//---------------------------------------

bash 复制代码

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
Project(Modern)

add_executable(Modern src/main.cpp src/other.cpp)

构建过程中会出现链接器报错-重复定义 ，因为C++中将这两个var_strong 都看成了强符号。

2. 正确使用-显示声明弱符号

cpp 复制代码

//--------------main.cpp-----------------
#include <iostream>

int var_strong = 1;
int main()
{
    std::cout << var_strong  << std::endl;
    return 0;
}
//---------------------------------------

//--------------other.cpp----------------
int var_strong __attribute__((weak))= 4;
//---------------------------------------

应用场景

相比现代C++，使用弱符号会减少运行时的选择耗时。

1. 需要零开销运行时的嵌入式系统

cpp 复制代码

// 链接脚本中常用
__attribute__((weak, alias("default_handler")))
void UART_IRQHandler(void);

// 用户可选覆盖
void UART_IRQHandler(void) __attribute__((alias("my_uart_handler")));

2. 编译器/工具链内部

cpp 复制代码

// 工具链提供的默认new/delete处理
__attribute__((weak))
void* operator new(std::size_t size) {
    if (void* ptr = std::malloc(size)) return ptr;
    throw std::bad_alloc();
}

3. 跨平台抽象层

cpp 复制代码

// platform_abstraction.h
__attribute__((weak))
void platform_specific_function();

// 平台实现1
void platform_specific_function() { /* Linux实现 */ }

// 平台实现2（不同文件）
void platform_specific_function() { /* Windows实现 */ }