为什么变量只能定义一次，却能声明多次？

在 C++、C 等编程语言中，理解“声明”与“定义”的区别与联系，是掌握变量作用域、链接性以及程序组织结构的基础。尽管这两个概念常常被混用，但它们在语义上有着明确的区分。本文将系统地阐述变量声明与定义的关系，并结合实例帮助读者深入理解。

一、变量声明（Declaration）

变量声明的作用是向编译器“宣告”一个变量的存在，告知其类型和名称。声明本身并不为变量分配内存空间，它仅仅让编译器知道在后续代码中可以使用该变量名进行引用。

例如：

extern int x;  // 声明变量x，但不分配存储空间

这行代码是一个典型的声明，extern关键字表明我们只是在声明一个变量，而它的实际定义在其他地方。这种机制在多文件编程中尤为重要，允许在一个源文件中使用在另一个源文件中定义的变量。

变量定义不仅包含了声明的功能（即说明变量的类型和名字），更重要的是，它负责创建与变量名相关联的实体——也就是为变量分配实际的内存空间。此外，定义还可以为变量赋予初始值。

例如：

int y = 10;  // 定义变量y，分配内存并初始化为10

在这个例子中，int y = 10; 不仅声明了变量 y 的类型为 int，还为其分配了存储空间，并将初始值设为10。因此，这是一个完整的定义。

根据语言规范，一个程序中每个变量有且仅能有一个定义。如果多次定义同一变量，会导致链接错误（linker error），因为链接器无法确定应该使用哪一个实体。

定义包含声明

这是最关键的一点：变量的定义同时也是对该变量的声明。当你定义一个变量时，你自然也声明了它的类型和名字。因此，定义是一种特殊的声明，声明和定义在此刻合二为一。
带初始化的声明即为定义

在C++中，任何包含了显式初始化的声明都会被视为定义。例如：
```
int z;        // 定义（隐式初始化）
int w = 5;    // 定义（显式初始化）
```
即使没有使用赋值操作符，像 int z; 这样的语句也会为变量分配存储空间，因此也是定义。只有使用 extern 且不带初始化时，才是纯粹的声明。
变量可被多次声明，但只能被定义一次

为了支持模块化编程，C/C++允许在多个地方对同一个变量进行声明（尤其是在头文件中），但必须确保在整个程序中只存在一次定义。例如：
```
// file1.cpp
int global_var = 42;

// file2.cpp
extern int global_var;  // 声明，使用file1中的定义
```
这种机制使得不同源文件可以共享全局变量。
定义必须在使用前完成或声明

编译器要求变量在使用前必须已经被定义或至少被声明。这是为了保证编译器能够正确进行类型检查和符号解析。通常的做法是先声明后使用，或者直接定义后再使用。

简而言之：声明是“告诉编译器有这么个东西”，定义是“真正创建这个东西”。理解这一点，有助于编写结构清晰、避免重复定义错误的程序，特别是在大型项目或多文件协作开发中具有重要意义。

掌握变量声明与定义的区别与联系，是迈向扎实编程基础的重要一步。