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?
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
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。
其他回答
这是个bug。你不必再显式地指定-lm了。也许如果有足够多的人抱怨,它就会被修复。(我并不真的相信这一点,因为坚持这种区别的维护者显然非常固执,但我希望如此。)
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。
我猜,这是一种使根本不使用它的应用程序性能稍好一些的方法。以下是我的看法。
x86操作系统(我想还有其他操作系统)需要在上下文切换中存储FPU状态。然而,大多数操作系统只在应用程序第一次尝试使用FPU时才会保存/恢复这种状态。
除此之外,在数学库中可能还有一些基本代码,可以在加载库时将FPU设置为正常的基状态。
所以,如果你根本不链接任何数学代码,这一切都不会发生,因此操作系统根本不需要保存/恢复任何FPU状态,使上下文切换稍微更有效。
不过这只是猜测。
同样的基本前提仍然适用于非fpu情况(前提是,它是为了让没有使用libm的应用程序表现得更好)。
例如,如果有一个在c语言早期很可能出现的软fpu,那么将libm分开可以防止大量不必要的大代码(如果使用它的话会很慢)被链接。
此外,如果只有静态链接可用,则适用类似的论点,即它将保持可执行文件的大小和编译时间较短。
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。
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