多文件编译下static变量地址与this不一致问题咨询

我在测试中编写了以下代码：

Foo.h代码 #

struct Foo {
    Foo();
    void dummy(){}
};
static Foo foo;

Foo.cpp代码 #

#include "Foo.h"
#include <iostream>
Foo::Foo()  {
    std::cout<<&foo<<std::endl;
    std::cout<<this<<std::endl;
};

main.cpp代码 #

#include "Foo.h" // 注：原代码写为#include "a.h"，应为笔误
int main(){
    foo.dummy();
}

运行后输出：

0x7f333ff1077e
0x7f333ff1077e
0x7f333ff1077e
0x7f333ff1077c

疑问： #

• 为何会出现两个不同的地址？实际是创建了两个static变量吗？
• 为何构造函数中&foo和this的地址会不一致？

另外，如果把所有代码合并到单个头文件中，输出符合预期：

0x7f385b59973f
0x7f385b59973f

问题解答 #

1. 确实创建了两个独立的static变量
   C++里，static修饰的全局变量作用域仅限于当前编译单元。当头文件被多个编译单元（Foo.cpp和main.cpp）包含时，每个编译单元都会独立生成一份static Foo foo的实例。所以这里实际存在两个完全独立的foo对象，分别归属Foo.cpp和main.cpp两个编译单元。

2. &foo与this地址不一致的原因
   构造函数Foo::Foo()是全局可见的函数，但函数内的foo会解析为Foo.cpp编译单元里的static变量（因为构造函数定义在Foo.cpp中）。

• 当Foo.cpp中的foo构造时，&foo和this都指向这个实例，所以前两行地址相同；
• 当main.cpp中的foo构造时，调用的是同一个构造函数，此时&foo仍然指向Foo.cpp里的foo，但this指向的是正在构造的main.cpp里的foo，因此出现了地址不一致的情况（第三行是Foo.cpp的foo地址，第四行是main.cpp的foo地址）。

合并到头文件的情况 #

当所有代码放在单个头文件时，整个程序只会生成一个编译单元，因此只会创建一个static Foo foo实例。构造函数执行时，&foo和this指向同一个对象，所以输出的地址完全相同。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者cppBeginner