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?


当前回答

对的未定义引用WinMain@16或类似的“不寻常”main()入口点引用(特别是对于visual studio)。

您可能错过了使用实际IDE选择正确的项目类型。IDE可能希望将例如Windows应用程序项目绑定到这样的入口点函数(如上面缺失的引用中所指定的),而不是通常使用的int main(int argc,char**argv);签名

如果IDE支持普通控制台项目,您可能希望选择此项目类型,而不是windows应用程序项目。


下面是从真实世界问题中更详细地处理的案例1和案例2。

其他回答

指定相互依赖的链接库的顺序是错误的。

如果库相互依赖,则库的链接顺序也很重要。通常,如果库A依赖于库B,那么在链接器标志中,libA必须出现在libB之前。

例如:

// B.h
#ifndef B_H
#define B_H

struct B {
    B(int);
    int x;
};

#endif

// B.cpp
#include "B.h"
B::B(int xx) : x(xx) {}

// A.h
#include "B.h"

struct A {
    A(int x);
    B b;
};

// A.cpp
#include "A.h"

A::A(int x) : b(x) {}

// main.cpp
#include "A.h"

int main() {
    A a(5);
    return 0;
};

创建库:

$ g++ -c A.cpp
$ g++ -c B.cpp
$ ar rvs libA.a A.o 
ar: creating libA.a
a - A.o
$ ar rvs libB.a B.o 
ar: creating libB.a
a - B.o

编译:

$ g++ main.cpp -L. -lB -lA
./libA.a(A.o): In function `A::A(int)':
A.cpp:(.text+0x1c): undefined reference to `B::B(int)'
collect2: error: ld returned 1 exit status
$ g++ main.cpp -L. -lA -lB
$ ./a.out

再说一遍,顺序很重要!

当我们在程序中引用了对象名(类、函数、变量等),并且链接器试图在所有链接的对象文件和库中搜索它时无法找到它的定义时,就会出现“Undefined Reference”错误。

因此,当链接器找不到链接对象的定义时,它会发出“未定义引用”错误。从定义中可以清楚地看出,这种错误发生在链接过程的后期。导致“未定义引用”错误的原因多种多样。

一些可能的原因(更频繁):

#1) 没有为对象提供定义

这是导致“未定义引用”错误的最简单原因。程序员只是忘记了定义对象。

考虑以下C++程序。这里我们只指定了函数的原型,然后在主函数中使用了它。

#include <iostream>
int func1();
int main()
{
     
    func1();
}

输出:

main.cpp:(.text+0x5): undefined reference to 'func1()'
collect2: error ld returned 1 exit status

因此,当我们编译此程序时,会发出链接器错误,该错误表示“未定义对‘func1()’的引用”。

为了消除这个错误,我们通过提供函数func1的定义来如下更正程序。现在程序给出了适当的输出。

#include <iostream>
using namespace std;
int func1();
 
int main()
{
     
    func1();
}
int func1(){
    cout<<"hello, world!!";
}

输出:

hello, world!!

#2) 使用的对象定义错误(签名不匹配)

“未定义引用”错误的另一个原因是我们指定了错误的定义。我们在程序中使用任何对象,其定义都不同。

考虑以下C++程序。这里我们调用了func1()。它的原型是int func1()。但其定义与原型不符。如我们所见,函数的定义包含函数的参数。

因此,当编译程序时,由于原型和函数调用匹配,编译是成功的。但是,当链接器试图将函数调用与其定义链接时,它会发现问题并将错误作为“未定义引用”发出。

#include <iostream>
using namespace std;
int func1();
int main()
{
     
    func1();
}
int func1(int n){
    cout<<"hello, world!!";
}

输出:

main.cpp:(.text+0x5): undefined reference to 'func1()'
collect2: error ld returned 1 exit status

因此,为了防止这种错误,我们只需交叉检查程序中所有对象的定义和用法是否匹配。

#3) 对象文件未正确链接

此问题还可能导致“未定义引用”错误。在这里,我们可能有多个源文件,我们可以独立编译它们。这样做时,对象链接不正确,导致“未定义引用”。

考虑以下两个C++程序。在第一个文件中,我们使用了第二个文件中定义的“print()”函数。当我们分别编译这些文件时,第一个文件为打印函数提供“未定义引用”,而第二个文件为主函数提供“不定义引用”。

int print();
int main()
{
    print();
}

输出:

main.cpp:(.text+0x5): undefined reference to 'print()'
collect2: error ld returned 1 exit status

int print() {
    return 42;
}

输出:

(.text+0x20): undefined reference to 'main'
collect2: error ld returned 1 exit status

解决此错误的方法是同时编译两个文件(例如,使用g++)。

除了已经讨论过的原因之外,“未定义的引用”也可能因为以下原因而发生。

#4) 错误的项目类型

当我们在visual studio等C++IDE中指定错误的项目类型,并尝试做项目不期望的事情时,我们就会得到“未定义的引用”。

#5) 没有库

如果程序员没有正确指定库路径,或者完全忘记指定它,那么我们将为程序从库中使用的所有引用获得一个“未定义引用”。

#6) 未编译从属文件

程序员必须确保我们事先编译项目的所有依赖项,以便在编译项目时,编译器找到所有依赖项并成功编译。如果缺少任何依赖项,那么编译器将给出“未定义的引用”。

除了上面讨论的原因之外,“未定义引用”错误还可能在许多其他情况下发生。但底线是程序员搞错了,为了防止这种错误,应该纠正这些错误。

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”。

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

我正在构建一个共享/动态库。它在Linux和*BSD上运行,但在Mac OS X上,完全相同的编译和链接命令会产生未解决的引用错误。有什么好处?

Mac OS X在内部与Linux和*BSD非常不同。对象/可执行文件格式为

在Linux和*BSD上,当构建共享库时,默认情况下允许未解析的引用。期望它们在加载时能够满足主可执行文件和/或其他共享库的要求。如果在加载时无法解析这些符号,则共享库将无法加载。

在Mac OS X上,构建动态库时,默认情况下不允许未解析的引用。如果希望在加载时解析引用,则需要显式启用未解析的引用。这是使用未定义的dynamic_lookup链接器标志完成的。

在构建可加载插件时,允许未解析的引用非常有用。