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”。

使用带有代码运行程序扩展名和多个.c或.cpp文件的Visual Studio代码

所提供的Code Runner仅适用于具有单个源文件的编译程序。它不是为与多个源文件一起使用而设计的。您应该使用不同的扩展名，例如C/C++Makefile Project扩展名或CMake Tools扩展名，或者修复CodeRunner扩展名以处理多个文件，或者手动编辑.json配置文件。

模板实现不可见。

非专用模板的定义必须对使用它们的所有翻译单位可见。这意味着不能分离模板的定义到实现文件。如果必须分离实现，通常的解决方法是在头的末尾包含一个impl文件声明模板。常见的情况是：

template<class T>
struct X
{
    void foo();
};

int main()
{
    X<int> x;
    x.foo();
}

//differentImplementationFile.cpp
template<class T>
void X<T>::foo()
{
}

要解决这个问题，必须将X:：foo的定义移动到头文件或使用它的翻译单元可见的某个位置。

专用化模板可以在实现文件中实现，并且实现不必是可见的，但是必须事先声明专用化。

有关进一步的解释和另一种可能的解决方案（显式实例化），请参阅此问题和答案。

在链接共享库时，请确保未隐藏使用的符号。

gcc的默认行为是所有符号都可见。但是，当使用选项-fvisibility=hidden构建转换单元时，只有标记为__attribute__（（可见性（“默认”））的函数/符号在生成的共享对象中是外部的。

您可以通过调用以下命令来检查要查找的符号是否为外部符号：

# -D shows (global) dynamic symbols that can be used from the outside of XXX.so
nm -D XXX.so | grep MY_SYMBOL 

隐藏/本地符号用小写符号类型的nm表示，例如t而不是代码段的“t”：

nm XXX.so
00000000000005a7 t HIDDEN_SYMBOL
00000000000005f8 T VISIBLE_SYMBOL

您还可以使用nm和选项-C来定义名称（如果使用了C++）。

与Windows DLL类似，可以使用define标记公共函数，例如DLL_public定义为：

#define DLL_PUBLIC __attribute__ ((visibility ("default")))

DLL_PUBLIC int my_public_function(){
  ...
}

大致对应于Windows的/MSVC版本：

#ifdef BUILDING_DLL
    #define DLL_PUBLIC __declspec(dllexport) 
#else
    #define DLL_PUBLIC __declspec(dllimport) 
#endif

有关可见性的更多信息可以在gcc wiki上找到。

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当使用-fvisibility=hidden编译翻译单元时，生成的符号仍然具有外部链接（以大写符号类型显示，单位为nm），如果对象文件成为静态库的一部分，则可以毫无问题地用于外部链接。只有当对象文件链接到共享库中时，链接才会变为本地链接。

要查找对象文件中隐藏的符号，请运行：

>>> objdump -t XXXX.o | grep hidden
0000000000000000 g     F .text  000000000000000b .hidden HIDDEN_SYMBOL1
000000000000000b g     F .text  000000000000000b .hidden HIDDEN_SYMBOL2

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

如果所有其他操作都失败，请重新编译。

最近，我只需重新编译有问题的文件，就可以消除Visual Studio 2012中未解决的外部错误。当我重新构建时，错误消失了。

当两个（或多个）库具有循环依赖关系时，通常会发生这种情况。库A尝试使用B.lib中的符号，库B尝试使用A.lib中的字符。两者都不存在。当您尝试编译A时，链接步骤将失败，因为它找不到B.lib。将生成A.lib，但不会生成dll。然后编译B，这将成功并生成B.lib。重新编译A现在可以工作了，因为现在找到了B.lib。