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

我认为这有点武断。您必须在某个地方划清界限(哪些库是默认的,哪些库需要指定)。

它让你有机会用一个具有相同功能的不同产品来替代它,但我不认为这样做很常见。

我认为GCC这样做是为了保持与原始cc可执行文件的向后兼容性。我猜cc为什么这样做是因为构建时间——cc是为比我们现在的功率小得多的机器编写的。许多程序没有任何浮点数学运算,它们可能会将所有不常用的库从默认值中删除。我猜Unix操作系统的构建时间和与之配套的工具是驱动因素。

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。

在《GCC介绍-与外部库链接》中有关于链接到外部库的详细讨论。如果一个库是标准库(如stdio)的成员,则不需要指定编译器(实际上是链接器)来链接它们。

在阅读了一些其他的回答和评论后,我认为libc。参考文献和它链接到的libm参考文献都有很多关于为什么两者是分开的。

Note that many of the functions in 'libm.a' (the math library) are defined in 'math.h' but are not present in libc.a. Some are, which may get confusing, but the rule of thumb is this--the C library contains those functions that ANSI dictates must exist, so that you don't need the -lm if you only use ANSI functions. In contrast, `libm.a' contains more functions and supports additional functionality such as the matherr call-back and compliance to several alternative standards of behavior in case of FP errors. See section libm, for more details.

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

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。

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。