什么是未定义的参考/未解析的外部符号错误?常见原因是什么?如何解决/预防?


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不支持链接器脚本的GNUld包装器

一些.so文件实际上是GNU ld链接器脚本,例如libtbb.so文件是一个ASCII文本文件,其内容如下:

INPUT (libtbb.so.2)

一些更复杂的构建可能不支持这一点。例如,如果在编译器选项中包含-v,则可以看到mainwin gcc包装器mwdip丢弃要链接的库的详细输出列表中的链接器脚本命令文件。

cp libtbb.so.2 libtbb.so

或者可以用.so的完整路径替换-l参数,例如,代替-ltbb-do/home/foo/tbb-4.3/linux/lib/intel64/gcc4.4/libtb.so.2

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编译C++程序分几个步骤进行,如2.2所述(Keith Thompson作为参考):

翻译语法规则之间的优先顺序由以下阶段规定[参见脚注]。物理源文件字符以实现定义的方式映射到基本源字符集(为行尾指示符引入新的行尾字符)如果必需的[剪]将删除紧跟着换行符的反斜杠字符(\)的每个实例,将物理源行拼接到形成逻辑源线。[剪]源文件被分解为预处理标记(2.5)和空白字符序列(包括注释)。[剪]执行预处理指令,展开宏调用,并执行_Pragma一元运算符表达式。[剪]字符文本或字符串文本中的每个源字符集成员,以及每个转义序列和通用字符名在字符文本或非原始字符串文本中执行字符集的对应成员;[剪]连接相邻的字符串文字标记。分隔标记的空白字符不再有效。每个预处理令牌都转换为一个令牌。(2.7)对生成的令牌进行语法和语义分析翻译为翻译单元。[剪]翻译的翻译单元和实例化单元组合如下:[SNIP]解析所有外部实体引用。链接库组件以满足对未在中定义的实体的外部引用当前翻译。所有这样的转换器输出都被收集到包含执行所需信息的程序映像执行环境。(强调矿井)[脚注]尽管在实践中不同的阶段可能会被合并在一起,但实现必须表现得好像这些单独的阶段发生了一样。

指定的错误发生在编译的最后阶段,通常称为链接。这基本上意味着你把一堆实现文件编译成了对象文件或库,现在你想让它们一起工作。

假设您在.cpp中定义了符号a。现在,b.cpp声明了该符号并使用了它。在链接之前,它只是假设该符号是在某个地方定义的,但它并不在乎在哪里。链接阶段负责查找符号并将其正确链接到b.cpp(实际上,链接到使用它的对象或库)。

如果您使用的是Microsoft Visual Studio,您将看到项目生成.lib文件。其中包含导出符号表和导入符号表。导入的符号将根据链接的库进行解析,导出的符号将提供给使用该.lib的库(如果有)。

其他编译器/平台也存在类似的机制。

常见的错误消息包括错误LNK2001、错误LNK1120、错误LNK2019(适用于Microsoft Visual Studio)和未定义的对GCC symbolName的引用。

代码:

struct X
{
   virtual void foo();
};
struct Y : X
{
   void foo() {}
};
struct A
{
   virtual ~A() = 0;
};
struct B: A
{
   virtual ~B(){}
};
extern int x;
void foo();
int main()
{
   x = 0;
   foo();
   Y y;
   B b;
}

将使用GCC生成以下错误:

/home/AbiSfw/ccvvuHoX.o: In function `main':
prog.cpp:(.text+0x10): undefined reference to `x'
prog.cpp:(.text+0x19): undefined reference to `foo()'
prog.cpp:(.text+0x2d): undefined reference to `A::~A()'
/home/AbiSfw/ccvvuHoX.o: In function `B::~B()':
prog.cpp:(.text._ZN1BD1Ev[B::~B()]+0xb): undefined reference to `A::~A()'
/home/AbiSfw/ccvvuHoX.o: In function `B::~B()':
prog.cpp:(.text._ZN1BD0Ev[B::~B()]+0x12): undefined reference to `A::~A()'
/home/AbiSfw/ccvvuHoX.o:(.rodata._ZTI1Y[typeinfo for Y]+0x8): undefined reference to `typeinfo for X'
/home/AbiSfw/ccvvuHoX.o:(.rodata._ZTI1B[typeinfo for B]+0x8): undefined reference to `typeinfo for A'
collect2: ld returned 1 exit status

以及Microsoft Visual Studio中的类似错误:

1>test2.obj : error LNK2001: unresolved external symbol "void __cdecl foo(void)" (?foo@@YAXXZ)
1>test2.obj : error LNK2001: unresolved external symbol "int x" (?x@@3HA)
1>test2.obj : error LNK2001: unresolved external symbol "public: virtual __thiscall A::~A(void)" (??1A@@UAE@XZ)
1>test2.obj : error LNK2001: unresolved external symbol "public: virtual void __thiscall X::foo(void)" (?foo@X@@UAEXXZ)
1>...\test2.exe : fatal error LNK1120: 4 unresolved externals

常见原因包括:

未能链接到适当的库/对象文件或编译实现文件已声明和未定义的变量或函数。类类型成员的常见问题模板实现不可见。符号是在C程序中定义的,并在C++代码中使用。跨模块.dll错误地导入/导出方法/类。(特定于MSVS)循环库依赖关系对的未定义引用`WinMain@16'相互依赖的库顺序多个同名源文件使用#pragma(Microsoft Visual Studio)时键入错误或不包含.lib扩展名模板好友问题UNICODE定义不一致常量变量声明/定义中缺少“extern”(仅限C++)未为多文件项目配置Visual Studio代码在Mac OS X上构建dylib时出错,但在其他Unix-y系统上也可以

未能链接到适当的库/对象文件或编译实现文件

通常,每个翻译单元都会生成一个包含该翻译单元中定义的符号定义的对象文件。要使用这些符号,必须链接这些对象文件。

在gcc下,您可以指定要在命令行中链接在一起的所有对象文件,或者一起编译实现文件。

g++ -o test objectFile1.o objectFile2.o -lLibraryName

-我。。。必须位于任何.o/.c/.cpp文件的右侧。

这里的libraryName只是库的裸名,没有特定于平台的添加。例如,在Linux上,库文件通常被称为libfoo.So,但您只能编写-lfo。在Windows上,相同的文件可能被称为foo.lib,但您将使用相同的参数。您可能需要添加目录,在该目录中可以使用-Lûdirectory›找到这些文件。确保不要在-l或-l后面写空格。

对于Xcode:添加用户标题搜索路径->添加库搜索路径->将实际的库引用拖放到项目文件夹中。

在MSVS下,添加到项目中的文件会自动将其对象文件链接在一起,并生成一个lib文件(常见用法)。要在单独的项目中使用符号,您需要需要在项目设置中包含lib文件。这是在项目财产的链接器部分的Input->Additional Dependencies中完成的。(指向lib文件的路径应为在Linker->General->Additional Library Directories中添加)当使用随lib文件提供的第三方库时,失败通常会导致错误。

还可能发生忘记将文件添加到编译中的情况,在这种情况下,不会生成对象文件。在gcc中,您可以将文件添加到命令行。在MSVS中,将文件添加到项目将使其自动编译(尽管文件可以手动从构建中单独排除)。

在Windows编程中,未链接必要库的标志是未解析符号的名称以__imp_开头。在文档中查找函数的名称,它应该指出您需要使用哪个库。例如,MSDN将信息放在名为“库”的部分中每个函数底部的框中。

这是每个VC++程序员一再看到的最令人困惑的错误消息之一。让我们先把事情弄清楚。

A.什么是符号?简而言之,符号就是名称。它可以是变量名、函数名、类名、typedef名,或者除了那些属于C++语言的名称和符号之外的任何名称和符号。它由用户定义或由依赖库(另一个用户定义的)引入。

B.什么是外部的?在VC++中,每个源文件(.cpp、.c等)都被视为一个翻译单元,编译器一次编译一个单元,并为当前翻译单元生成一个目标文件(.obj)。(请注意,此源文件包含的每个头文件都将被预处理,并将被视为此翻译单元的一部分)翻译单元中的所有内容都被视为内部内容,其他所有内容都视为外部内容。在C++中,可以使用关键字extern、__declspec(dllimport)等引用外部符号。

C.什么是“决心”?Resolve是一个链接时间术语。在链接时,链接器尝试为对象文件中无法在内部找到其定义的每个符号找到外部定义。此搜索过程的范围包括:

编译时生成的所有对象文件显式或隐式的所有库(.lib)指定为此生成应用程序的附加依赖项。

此搜索过程称为解析。

D.最后,为什么是未解决的外部符号?如果链接器找不到内部没有定义的符号的外部定义,则会报告“未解决的外部符号”错误。

E.LNK2019的可能原因:未解决的外部符号错误。我们已经知道,此错误是由于链接器未能找到外部符号的定义所致,可能的原因如下:

定义已存在

例如,如果我们在.cpp中定义了一个名为foo的函数:

int foo()
{
    return 0;
}

在b.cpp中,我们希望调用函数foo,因此我们添加

void foo();

要声明函数foo(),并在另一个函数体中调用它,请使用bar():

void bar()
{
    foo();
}

现在,当您构建此代码时,您将收到一个LNK2019错误,抱怨foo是一个未解析的符号。在本例中,我们知道foo()的定义在.cpp中,但与我们调用的定义不同(返回值不同)。这就是定义存在的情况。

定义不存在

如果我们想调用库中的某些函数,但导入库没有添加到项目设置的附加依赖项列表中(设置自:项目|财产|配置财产|链接器|输入|附加依赖项)。现在链接器将报告LNK2019,因为当前搜索范围中不存在该定义。

当您使用错误的编译器构建程序时

如果您使用的是gcc或clang编译器套件,则应根据所使用的语言使用正确的编译器驱动程序。使用g++或clang++编译和链接C++程序。改用gcc或clang将导致对C++标准库符号的引用未定义。例子:

$ gcc -o test test.cpp    
/usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/10.2.0/../../../../x86_64-pc-linux-gnu/bin/ld: /tmp/ccPv7MvI.o: warning: relocation against `_ZSt4cout' in read-only section `.text' 
/usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/10.2.0/../../../../x86_64-pc-linux-gnu/bin/ld: /tmp/ccPv7MvI.o: in function `main': test.cpp:(.text+0xe): undefined reference to `std::cout' 
/usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/10.2.0/../../../../x86_64-pc-linux-gnu/bin/ld: test.cpp:(.text+0x13): undefined reference to `std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::operator<< <std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&, char const*)' 
/usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/10.2.0/../../../../x86_64-pc-linux-gnu/bin/ld: /tmp/ccPv7MvI.o: in function `__static_initialization_and_destruction_0(int, int)': 
test.cpp:(.text+0x43): undefined reference to `std::ios_base::Init::Init()' 
/usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/10.2.0/../../../../x86_64-pc-linux-gnu/bin/ld: test.cpp:(.text+0x58): undefined reference to `std::ios_base::Init::~Init()' 
/usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/10.2.0/../../../../x86_64-pc-linux-gnu/bin/ld: warning: creating DT_TEXTREL in a PIE 
collect2: error: ld returned 1 exit status

已声明但未定义变量或函数。

典型的变量声明是

extern int x;

由于这只是一个声明,因此需要一个单独的定义。相应的定义如下:

int x;

例如,以下内容将生成错误:

extern int x;
int main()
{
    x = 0;
}
//int x; // uncomment this line for successful definition

类似的注释适用于函数。声明函数而不定义它会导致错误:

void foo(); // declaration only
int main()
{
   foo();
}
//void foo() {} //uncomment this line for successful definition

请注意,您实现的函数与您声明的函数完全匹配。例如,您可能有不匹配的简历限定符:

void foo(int& x);
int main()
{
   int x;
   foo(x);
}
void foo(const int& x) {} //different function, doesn't provide a definition
                          //for void foo(int& x)
                          

不匹配的其他示例包括

函数/变量在一个命名空间中声明,在另一个命名空间定义。函数/变量声明为类成员,定义为全局(反之亦然)。函数返回类型、参数编号和类型以及调用约定并不完全一致。

来自编译器的错误消息通常会给出已声明但从未定义的变量或函数的完整声明。将其与您提供的定义进行比较。确保每个细节都匹配。