Warum müssen statische C-Datenelemente außerhalb der Klasse definiert werden?

Die Notwendigkeit, statische Datenelemente außerhalb von Klassen zu definieren

Im Bereich von C befindet sich ein statisches Datenelement innerhalb einer Klasse, überschreitet jedoch deren Grenzen und erfordert eine Definition außerhalb die Klasse selbst. Das C-Wissenszentrum von IBM bestätigt: „Die Deklaration eines statischen Datenelements in der Elementliste einer Klasse ist keine Definition … [sie] muss das statische Element außerhalb der Klassendeklaration im Namespace-Bereich definieren.“ Warum wird diese Regel durchgesetzt? Welche zugrunde liegenden Überlegungen zur Speicherzuteilung machen diese Praxis erforderlich?

Das Prinzip hinter diesem Auftrag liegt in der grundlegenden „One Definition Rule“ der Sprache. Diese Regel schreibt vor, dass alle in einem Programm verwendeten statischen Objekte genau eine Definition und nur eine tragen müssen. Klassendefinitionen, die normalerweise in Header-Dateien gespeichert sind, werden häufig in mehrere Übersetzungseinheiten (Quelldateien) integriert. Würde die Deklaration des statischen Objekts innerhalb des Headers platziert, würde jede enthaltene Einheit zu einer separaten Definition führen, was direkt gegen die One-Definition-Regel verstößt.

Um diese Gefahr zu umgehen, deklarieren Klassendefinitionen innerhalb von Headern lediglich statische Datenelemente, ohne sie zu definieren . Dies zwingt den Programmierer, an anderer Stelle eine explizite Definition bereitzustellen. Während es der Sprache theoretisch möglich ist, mehrere Definitionen in einer zu konsolidieren, wie dies bei Inline-Funktionen der Fall ist, ist dies bei statischen Datenelementen nicht der Fall. Somit bleibt uns die Anforderung der Sprache an die externe Definition statischer Datenelemente.

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