在没有 main 函数的情况下编译 C 代码

Question

所以我有几个我正在从事的大学项目的文件；每个文件都有几个函数和一个main 函数用于测试目的。然而，一些文件需要使用其他文件的函数，这会导致链接器对多个 main 声明的投诉符合预期。我想知道是否有一种方法可以将这些文件编译为目标文件，而无需一路编译 main 函数，基本上是去掉 main 以只留下可用的函数。

一个例子（不是我的一个非常大的实际文件），对于每个我假设存在一个头文件，其中分别包含 foo 和 bar 的声明：

//File foo.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "foo.h"

int foo(int x, int y)
{
    return x + y;
}

//Assumes the user gives 2 integer inputs
int main(int argc, char **argv)
{
    int x, y;
    sscanf(argv[1], "%d", &x);
    sscanf(argv[2], "%d", &y);
    printf("foo(%d, %d) = %d\n", x, y, foo(x,y));
}

//File bar.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "foo.h"
#include "bar.h"

int bar(int x, int y, int z);
{
    return foo(x, y) * z;
}

//Assums the user gives 3 integer inputs
int main(int argc, char **argv)
{
    int x, y, z;
    sscanf(argv[1], "%d", &x);
    sscanf(argv[2], "%d", &y);
    sscanf(argv[3], "%d", &z);
    printf("bar(%d, %d, %d) = %d\n", x, y, z, bar(x, y, z));
}

是否可以将foo.c 编译为目标文件，以便我可以调用gcc bar.c foo.o 并获得bar.c 的可执行文件？

Answer 1

您可以在您定义的符号上执行#ifdef，仅当您正在编译文件以生成“测试可执行文件”时，而不是当您与其他文件一起使用该文件时；我已经看到这被用于对小型库进行快速功能测试。

#include "foo.h"

int foo(int x, int y)
{
    return x + y;
}

#ifdef COMPILE_MAIN
//Assumes the user gives 2 integer inputs
int main(int argc, char **argv)
{
    int x, y;
    sscanf(argv[1], "%d", &x);
    sscanf(argv[2], "%d", &y);
    printf("foo(%d, %d) = %d\n", x, y, foo(x,y));
}
#endif

现在你可以做

gcc -DCOMPILE_MAIN foo.c -o foo.x

制作一个可执行的foo.x，你可以直接调用它来测试foo，你可以这样做

gcc foo.c bar.c main.c -o yourapp.x

使用其他文件（包括带有“真实”应用程序main 的文件）生成可执行文件，而不会抱怨多重定义的符号。

Answer 2

如果您使用 gcc 或 clang 编译代码，您可以将测试 mains 声明为弱符号：

extern void main(int argc, char ** argv) __attribute__((weak));
void main(int argc, char ** argv) { ... }

弱main只会在没有强main时使用。

对于 Visual Studio（来自this answer）：

// in foo.cpp
extern "C" void main(int argc, char ** argv;
extern "C" void defaultMainFoo(int argc, char ** argv)
// different name for each file
{ ... }
#pragma comment(linker, "/alternatename:_main=_defaultMainFoo");

/alternatename 表示如果main 未在其他地方提供，则链接器将使用defaultMain 代替main。

Answer 3

虽然将 #ifdef 放在 main 函数周围是可行的，但 IMO 这不是正确的方法，尤其是因为 ...

[..] 我的实际文件很大 [..]

合理的做法是将您的代码分成逻辑的、可重用的部分，并将这些（小）部分中的每一个放入单独的文件中。

一个小例子：假设你有一个项目foo 正在为你的大学做，其中一部分是实现一个链表。合理的做法是创建（至少）两个源文件，foo.c 和 list.c，并将项目特定部分（即使它只是一些测试）放入 foo.c 以及有关实现的所有代码您的链接列表到list.c。然后将链接列表的接口（即可能是一些struct ... 声明，以及创建和修改列表的函数）放入头文件list.h，您可以从任何需要链接列表的文件中包含该文件，例如未来的项目bar:

list.c

struct list * create_list(void) {
   // awesome code
}
// and more awesome code

list.h

struct list {
   // an awesome list
};
struct list * create_list(void); // <- only a declaration
// more awesome declarations

foo.c

#include "foo.h"
int main() {
  // awesome use of the list
  return 0;
}

bar.c

#include "foo.h"
int main() {
  // also awesome
  return 0;
}

那么你可以：

a)分别编译每个源文件，并将生成的目标文件链接在一起：

gcc -c list.c
gcc -c foo.c
gcc -o foo foo.o list.o

这种方式也可以用 make 完美表达，事实上至少在 GNU Make 中甚至有一条隐含的规则可以将 C 文件编译为目标文件 (%.o: %.c)。

如果没有链接时间优化，您可能会失去使用这种方法的一些优化。如果您的项目需要不同的编译器标志，那么这不是一个好方法。

b) 用所需的源文件组装一个命令行并进行一次计算：

gcc -o foo foo.c list.c

您也可以使用 make 来执行此操作，例如使用变量 FOO_DEPENDENCIES := list.c。

请注意，使用此方法编译时间会长得多。