如果我在C程序中包含<stdlib.h>或<stdio.h>,我在编译时不需要链接这些,但我必须链接到<math.h>,使用-lm与GCC,例如:

gcc test.c -o test -lm

这是什么原因呢?为什么我必须显式地链接数学库,而不是其他库?


当前回答

stdlib.h和stdio.h中的函数在libc中有实现。所以(或libc。A用于静态链接),默认情况下链接到可执行文件中(就像指定了-lc一样)。可以指示GCC使用- nodlib或-nodefaultlibs选项避免这种自动链接。

math.h中的数学函数在libm中有实现。所以(或libm。A表示静态链接),默认情况下不链接libm。libm/libc的分裂是有历史原因的,但没有一个令人信服。

有趣的是,c++运行时libstdc++需要libm,因此如果使用GCC (g++)编译c++程序,将自动链接到libm。

其他回答

stdio是标准C库的一部分,默认情况下,GCC将链接到该库。

数学函数实现在一个单独的libm文件中,默认情况下没有链接到该文件,因此必须指定它为-lm。顺便说一下,这些头文件和库文件之间没有关系。

如前所述,C库libc默认是链接的,该库包含stdlib.h、stdio.h和其他几个标准头文件的实现。只是补充一下,根据“GCC介绍”,C语言中基本“Hello World”程序的链接器命令如下所示:

ld -dynamic-linker /lib/ld-linux.so.2 /usr/lib/crt1.o
/usr/lib/crti.o /usr/libgcc-lib /i686/3.3.1/crtbegin.o
-L/usr/lib/gcc-lib/i686/3.3.1 hello.o -lgcc -lgcc_eh -lc
-lgcc -lgcc_eh /usr/lib/gcc-lib/i686/3.3.1/crtend.o /usr/lib/crtn.o

注意第三行中链接C库的选项-lc。

所有像stdio.h和stdlib.h这样的库都在libc中实现。或者libc。默认情况下被链接器链接。libc的库。因此在编译时自动链接并包含在可执行文件中。

但是math.h在libm中有它的实现。或者是libm。A是独立于lib。所以。默认情况下它不会被链接,您必须在GCC中编译程序时使用-lm标志手动链接它。

GNU GCC团队将其设计为与其他头文件分离,而默认情况下其他头文件会被链接,但math.h文件不会。

这里阅读第14.3项,如果你愿意,你可以全部阅读: math.h需要连接的原因

看看这篇文章:为什么我们必须在GCC中链接math.h ?

来看看用法:

使用图书馆

注意,即使使用一些C数学函数,-lm也不一定总是需要指定。

例如,下面这个简单的程序:

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main() {

    printf("output: %f\n", sqrt(2.0));
    return 0;
}

可以编译并成功运行如下命令:

gcc test.c -o test

它在GCC 7.5.0 (Ubuntu 16.04)和GCC 4.8.0 (CentOS 7)上进行了测试。

这篇文章给出了一些解释:

你调用的数学函数是由编译器内置函数实现的

参见:

GCC提供的其他内置函数 如何让gcc编译器不优化标准库函数调用如printf?

因为time()和其他一些函数是内置在C库(libc)中定义的,GCC总是链接到libc,除非你使用- ffrestanding compile选项。然而,数学函数存在于libm中,并不是由gcc隐式链接的。