C++ 学习之旅(2)——链接器Linker

每一个.cpp文件经过编译之后都会生成对应的.obj文件,然后通过链接器把它们进行链接,最后就可以生成.exe可执行文件了。

举个例子,假设我们有一个 Math.cpp 文件和 Log.cpp 文件:

Math.cpp

#include <iostream>void Log(const char* message); // 声明int Multiply(int a, int b)
{Log("Multiply");return a * b;
}int main()
{std::cout << Multiply(5, 8) << std::endl;std::cin.get();
}

Log.cpp

#include <iostream>void Log(const char* message)  // 定义
{std::cout << message << std::endl;
}

直接按 F5 进行编译和链接,可以正常运行。但如果我们把 Log.cpp 中的函数名改为 Logr,如下:

#include <iostream>void Logr(const char* message)  // 定义
{std::cout << message << std::endl;
}

就会出现无法解析的外部命令错误,这是因为链接器无法找到函数 Log 的定义。

在这里插入图片描述
如果我们注释掉 Math.cpp 的 Multiply 函数中对 Log 函数的调用,就不会报错,这是因为 Log 函数没有被任何地方调用,也不可能被调用:

#include <iostream>void Log(const char* message); // 声明int Multiply(int a, int b)
{//Log("Multiply");return a * b;
}int main()
{std::cout << Multiply(5, 8) << std::endl;std::cin.get();
}

但如果我们注释掉 Math.cpp 中 main 函数对 Multiply 函数的调用,而保留 Multiply 函数中的 Log 函数,就会报错,这是因为虽然当前文件中 Log 函数没有被调用,但它是有可能在其他文件中被调用的:

#include <iostream>void Log(const char* message);static int Multiply(int a, int b)
{Log("Multiply");return a * b;
}int main()
{//std::cout << Multiply(5, 8) << std::endl;std::cin.get();
}

解决方法是给 Multiply 函数加上 static ,表明这个函数只能在当前文件 Math.cpp 被调用。

另一个最常见的错误就是重复定义,即使是看上去好像只定义了一次,如下例:

Log.h

void Log(const char* message)
{std::cout << message << std::endl;
}

Log.cpp

#include <iostream>
#include "Log.h"void InitLog()
{Log("Initialized Log");
}

Math.cpp

#include <iostream>
#include "Log.h"int Multiply(int a, int b)
{Log("Multiply");return a * b;
}int main()
{std::cout << Multiply(5, 8) << std::endl;std::cin.get();
}

对两个cpp文件进行编译之后,点击链接(Build),就会报错:

在这里插入图片描述
这个 LINK 开头的错误就是链接错误,它说 Math.obj 中的 Log 函数已经在 Log.obj 中定义了,出现多次定义,但是我明明只在 Log.h 中定义了一次呀,为什么会这样呢?
回想之前我们对#include的功能介绍,它就是复制头文件的内容然后粘贴到它所在的位置,所以实际上我们的两个 cpp 文件经过预处理之后,会变成这样:

Log.cpp

#include <iostream>
void Log(const char* message)
{std::cout << message << std::endl;
}void InitLog()
{Log("Initialized Log");
}

Math.cpp

#include <iostream>
void Log(const char* message)
{std::cout << message << std::endl;
}int Multiply(int a, int b)
{Log("Multiply");return a * b;
}int main()
{std::cout << Multiply(5, 8) << std::endl;std::cin.get();
}

显然,我们确实多次定义了 Log 函数,那有什么解决方法呢?

方法一

在Log.h中定义的Log函数前加上static,如下:

static void Log(const char* message)
{std::cout << message << std::endl;
}

这样Log函数在两个cpp文件就是各自为政了,不会发生冲突。

方法二

在Log.h中定义的Log函数前加上inline,如下:

inline void Log(const char* message)
{std::cout << message << std::endl;
}

inline的效果就是在调用函数的地方,直接用函数内容进行替换,再执行,如:

Log.cpp

#include <iostream>
#include "Log.h"void InitLog()
{Log("Initialized Log");
}

会变成这样:

#include <iostream>
#include "Log.h"void InitLog()
{std::cout << "Initialized Log" << std::endl;
}

方法三

这是最为常用的方法,就是不要在头文件中定义函数,把定义搬到一个的cpp文件就行了:

Log.h

void Log(const char* message)

Log.cpp

#include <iostream>
#include "Log.h"void Log(const char* message)
{std::cout << message << std::endl;
}void InitLog()
{Log("Initialized Log");
}

Math.cpp

#include <iostream>
#include "Log.h"int Multiply(int a, int b)
{Log("Multiply");return a * b;
}int main()
{std::cout << Multiply(5, 8) << std::endl;std::cin.get();
}

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