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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我在头文件中声明函数的原型时遇到了这个问题:
int createBackground(VertexArray rVA,IntRect arena);
但随后使用具有第一个参数的引用在其他地方定义函数:
int createBackground(VertexArray&rVA,IntRect arena){}
原型没有在第一个参数中使用引用,而定义是,这一事实导致了这个问题。当我将两者都更改为正确匹配包含引用或不包含引用时,问题得到了解决。
干杯
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符号是在C程序中定义的,并在C++代码中使用。
函数(或变量)void foo()是在C程序中定义的,您尝试在C++程序中使用它:
void foo();
int main()
{
foo();
}
C++链接器希望名称被损坏,因此必须将函数声明为:
extern "C" void foo();
int main()
{
foo();
}
等效地,函数(或变量)void foo()不是在C程序中定义的,而是在C++中定义的但具有C链接:
extern "C" void foo();
并且尝试在C++链接的C++程序中使用它。
如果整个库包含在头文件中(并且编译为C代码);包括以下内容:;
extern "C" {
#include "cheader.h"
}
正在添加模板。。。
给定带有友元运算符(或函数)的模板类型的代码片段;
template <typename T>
class Foo {
friend std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const Foo<T>& a);
};
运算符<<被声明为非模板函数。对于与Foo一起使用的每种类型T,都需要有一个非模板运算符<<。例如,如果声明了一个类型Foo<int>,那么必须有如下的运算符实现:;
std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const Foo<int>& a) {/*...*/}
由于它未实现,链接器无法找到它并导致错误。
要更正此问题,可以在Foo类型之前声明一个模板运算符,然后将适当的实例化声明为友元。语法有点尴尬,但看起来如下:;
// forward declare the Foo
template <typename>
class Foo;
// forward declare the operator <<
template <typename T>
std::ostream& operator<<(std::ostream&, const Foo<T>&);
template <typename T>
class Foo {
friend std::ostream& operator<< <>(std::ostream& os, const Foo<T>& a);
// note the required <> ^^^^
// ...
};
template <typename T>
std::ostream& operator<<(std::ostream&, const Foo<T>&)
{
// ... implement the operator
}
上述代码将运算符的友谊限制为Foo的相应实例化,即运算符<<<int>实例化被限制为访问Foo<int>的实例化的私有成员。
备选方案包括:;
允许友谊扩展到模板的所有实例化,如下所示;模板<typename T>Foo类{模板<typename T1>朋友std::ostream&operator<<(std::estream&os,const Foo<T1>/a);// ...};或者,运算符<<的实现可以在类定义内内联完成;模板<typename T>Foo类{朋友std::ostream&operator<<(std::estream&os,const Foo&a){ /*...*/ }// ...};
注意,当运算符(或函数)的声明仅出现在类中时,该名称不适用于“普通”查找,仅适用于cppreference中的依赖于参数的查找;
首先在类或类模板X中的友元声明中声明的名称将成为X最内部封闭命名空间的成员,但除非在命名空间范围内提供了匹配声明,否则无法进行查找(考虑X的依赖于参数的查找除外)。。。
cppreference和C++常见问题解答中有关于模板朋友的进一步阅读。
显示上述技术的代码列表。
作为失败代码示例的旁注;g++警告如下
警告:friend声明“std::ostream&operator<<(…)”声明非模板函数[-Wnon-template friend]注意:(如果这不是您想要的,请确保函数模板已经声明,并在此处的函数名称后面添加<>)
我在头文件中声明函数的原型时遇到了这个问题:
int createBackground(VertexArray rVA,IntRect arena);
但随后使用具有第一个参数的引用在其他地方定义函数:
int createBackground(VertexArray&rVA,IntRect arena){}
原型没有在第一个参数中使用引用,而定义是,这一事实导致了这个问题。当我将两者都更改为正确匹配包含引用或不包含引用时,问题得到了解决。
干杯
当包含路径不同时
当头文件及其关联的共享库(.lib文件)不同步时,可能会发生链接器错误。让我解释一下。
链接器是如何工作的?链接器通过比较函数声明(在头中声明)和函数定义(在共享库中)的签名来匹配它们。如果链接器找不到完全匹配的函数定义,则可能会出现链接器错误。
即使声明和定义似乎匹配,仍然可能出现链接器错误吗?对它们在源代码中看起来可能相同,但这实际上取决于编译器所看到的内容。基本上,你可能会遇到这样的情况:
// header1.h
typedef int Number;
void foo(Number);
// header2.h
typedef float Number;
void foo(Number); // this only looks the same lexically
注意,即使两个函数声明在源代码中看起来相同,但根据编译器的不同,它们确实不同。
你可能会问,一个人在这样的情况下是如何结束的?当然包括路径!如果在编译共享库时,include路径指向header1.h,而您最终在自己的程序中使用了header2.h,那么您将无法理解发生了什么(双关语)。
下面将解释这在现实世界中如何发生的一个示例。
通过示例进一步阐述
我有两个项目:graphics.lib和main.exe。两个项目都依赖common_math.h。假设库导出以下函数:
// graphics.lib
#include "common_math.h"
void draw(vec3 p) { ... } // vec3 comes from common_math.h
然后,您继续将库包含在您自己的项目中。
// main.exe
#include "other/common_math.h"
#include "graphics.h"
int main() {
draw(...);
}
繁荣你得到了一个链接器错误,你不知道它为什么会失败。原因是公共库使用相同includecommon_math.h的不同版本(我在本例中通过包含不同的路径来说明这一点,但可能并不总是那么明显。可能编译器设置中的包含路径不同)。
注意,在这个例子中,链接器会告诉你它找不到draw(),而实际上你知道它显然是由库导出的。你可以花几个小时挠头,想知道出了什么问题。问题是,链接器看到的签名不同,因为参数类型略有不同。在本例中,就编译器而言,vec3在两个项目中都是不同的类型。这可能是因为它们来自两个稍微不同的包含文件(可能包含文件来自库的两个不同版本)。
调试链接器
如果您正在使用Visual Studio,DUMPBIN是您的朋友。我相信其他编译器也有类似的工具。
过程如下:
注意链接器错误中给出的奇怪的损坏名称。(例如。draw@graphics@XYZ)。将库中导出的符号转储到文本文件中。搜索导出的感兴趣符号,并注意损坏的名称不同。请注意,为什么被弄乱的名字最终会不同。您将能够看到参数类型不同,即使它们在源代码中看起来相同。它们不同的原因。在上面给出的示例中,它们是不同的,因为包含文件不同。
[1] 我所说的项目是指一组链接在一起以生成库或可执行文件的源文件。
编辑1:改写第一节,使其更容易理解。请在下面评论,让我知道是否需要修复其他问题。谢谢
什么是“未定义的引用/未解析的外部符号”
我将尝试解释什么是“未定义的引用/未解析的外部符号”。
注意:我使用的是g++和Linux,所有示例都是针对它的
例如,我们有一些代码
// src1.cpp
void print();
static int local_var_name; // 'static' makes variable not visible for other modules
int global_var_name = 123;
int main()
{
print();
return 0;
}
and
// src2.cpp
extern "C" int printf (const char*, ...);
extern int global_var_name;
//extern int local_var_name;
void print ()
{
// printf("%d%d\n", global_var_name, local_var_name);
printf("%d\n", global_var_name);
}
生成对象文件
$ g++ -c src1.cpp -o src1.o
$ g++ -c src2.cpp -o src2.o
在汇编程序阶段之后,我们有一个对象文件,其中包含要导出的任何符号。看看这些符号
$ readelf --symbols src1.o
Num: Value Size Type Bind Vis Ndx Name
5: 0000000000000000 4 OBJECT LOCAL DEFAULT 4 _ZL14local_var_name # [1]
9: 0000000000000000 4 OBJECT GLOBAL DEFAULT 3 global_var_name # [2]
我拒绝了输出中的一些行,因为它们无关紧要
因此,我们看到要导出的以下符号。
[1] - this is our static (local) variable (important - Bind has a type "LOCAL")
[2] - this is our global variable
src2.cpp不导出任何内容,我们没有看到它的符号
链接我们的对象文件
$ g++ src1.o src2.o -o prog
并运行它
$ ./prog
123
Linker看到导出的符号并将其链接起来
// src2.cpp
extern "C" int printf (const char*, ...);
extern int global_var_name;
extern int local_var_name;
void print ()
{
printf("%d%d\n", global_var_name, local_var_name);
}
并重建对象文件
$ g++ -c src2.cpp -o src2.o
好的(没有错误),因为我们只构建对象文件,链接还没有完成。尝试链接
$ g++ src1.o src2.o -o prog
src2.o: In function `print()':
src2.cpp:(.text+0x6): undefined reference to `local_var_name'
collect2: error: ld returned 1 exit status
发生这种情况是因为我们的local_var_name是静态的,即它对其他模块不可见。现在更深入。获取翻译阶段输出
$ g++ -S src1.cpp -o src1.s
// src1.s
look src1.s
.file "src1.cpp"
.local _ZL14local_var_name
.comm _ZL14local_var_name,4,4
.globl global_var_name
.data
.align 4
.type global_var_name, @object
.size global_var_name, 4
global_var_name:
.long 123
.text
.globl main
.type main, @function
main:
; assembler code, not interesting for us
.LFE0:
.size main, .-main
.ident "GCC: (Ubuntu 4.8.2-19ubuntu1) 4.8.2"
.section .note.GNU-stack,"",@progbits
所以,我们看到local_var_name没有标签,这就是链接器找不到它的原因。但我们是黑客:),我们可以修复它。在文本编辑器中打开src1.s并更改
.local _ZL14local_var_name
.comm _ZL14local_var_name,4,4
to
.globl local_var_name
.data
.align 4
.type local_var_name, @object
.size local_var_name, 4
local_var_name:
.long 456789
也就是说,你应该像下面这样
.file "src1.cpp"
.globl local_var_name
.data
.align 4
.type local_var_name, @object
.size local_var_name, 4
local_var_name:
.long 456789
.globl global_var_name
.align 4
.type global_var_name, @object
.size global_var_name, 4
global_var_name:
.long 123
.text
.globl main
.type main, @function
main:
; ...
我们已经更改了localvarname的可见性,并将其值设置为456789。尝试从中构建对象文件
$ g++ -c src1.s -o src2.o
好,请参阅readelf输出(符号)
$ readelf --symbols src1.o
8: 0000000000000000 4 OBJECT GLOBAL DEFAULT 3 local_var_name
现在local_var_name具有绑定GLOBAL(以前是local)
link
$ g++ src1.o src2.o -o prog
并运行它
$ ./prog
123456789
好的,我们破解它:)
因此,当链接器在对象文件中找不到全局符号时,就会发生“未定义的引用/未解析的外部符号错误”。