g++ 无法将 .o 文件链接到可执行文件中

Question

我正在我用来学习的教科书中做一个示例练习。我需要做的就是编译、链接和运行以下 3 个文件：

//file my.h
extern int foo;
void print_foo();
void print(int);

my.h 是一个简单的头文件，它声明了两个函数和一个“全局”int foo，没有初始值。

//file my.cpp
#include "my.h"
#include "std_lib_facilities.h" //not included but not source of error

void print_foo()
{
    cout << foo << endl;
}

void print(int i)
{
    cout << i << endl;
}

my.cpp 包含 my.h 中包含的函数的实现。 std_lib_facilities.h 是教科书中的文件，不是错误的来源（根据 g++）。如果需要，我可以将其编辑到问题的正文中。

//file use.cpp
#include "my.h"
#include <iostream>

int main() {
    foo = 7;
    print_foo();
    print(99)

    char cc; cin >> cc;
    return 0;
}

use.cpp 作为该程序的主要实现文件，并尝试使用所有三个已声明和定义的对象。

我采用了两步命令方法来使用 g++ 构建。首先，我编译了两个 .cpp 文件：

g++ -c my.cpp use.cpp

它创建了两个目标文件，my.o 和 use.o。我使用以下命令链接它们：

g++ -o myprog my.o use.o

给我这个错误：

Undefined symbols for architecture x86_64:
  "_foo", referenced from:
      print_foo() in my.o
      _main in use.o
     (maybe you meant: __Z9print_foov)
ld: symbol(s) not found for architecture x86_64
clang: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)

我试过放

int foo;

进入 my.h 而不是

extern int foo;

这给了我同样的错误。

我尝试过使用

-std=c++11

flag 也导致了同样的错误。

我正在使用装有最新 macOS（实际上只是更新）的 MacBook Pro，如果这有助于解释错误消息。

我尝试初始化 foo，但并没有改变任何东西。

另外，我试过更新命令行工具，同样的错误。

据我了解，错误告诉我，即使 my.h 包含在两个文件中，也无法使用 foo 变量（它称为 _foo）实际实现任何函数，尽管它在我的。我的猜测是链接器在后台使用了错误的名称，这使得无法链接到可执行文件。这是因为错误提到了一个

__Z9print_foov

在任何文件中都不存在。

在这一点上，它几乎看起来像是一个 g++ 或 macOS/命令行工具错误。我不想每次都添加声明，因为无论如何都会产生重复的符号错误。将 my.cpp 和 use.cpp 放入一个文件可能会正确链接，但我需要确保我实际上可以链接多个 cpp 文件，因为我最终（希望）将处理需要链接的多个 cpp 文件。任何帮助表示赞赏！

Answer 1

在这里声明一个变量：

extern int foo;

你使用变量：

cout << foo << endl;

但是您没有在任何地方定义变量。链接器错误表示链接器找不到变量的定义。要解决此问题，请将int foo; 放在.cpp 文件之一的文件范围内。

在问题中，您说将 extern int foo; 更改为 int foo; 会产生相同的错误。但是，如果您更仔细地查看错误消息，我想您会发现它给出了不同的错误消息，关于多个定义。

Answer 2

我建议编译两个命令g++ -Wall -c my.cpp（给出my.o）和g++ -Wall -c use.cpp（给出use.o），然后用g++ my.o use.o -o myprog链接一个程序。实际上，您应该写一个Makefile（请参阅this 以获得灵感）并简单地运行make

您的翻译单元my.cpp 和use.cpp 都声明一些extern int foo; 变量从未定义。因此，您需要在 one 单个文件中定义它（而不是在其他文件中！），可能通过添加（例如 my.cpp alone )

 int foo;

（没有extern）甚至有一些明确的初始值，例如int foo = 34;

这是因为错误提到了一个不存在的__Z9print_foov

它是一个mangled name，在两个目标文件中都被引用（但未定义）（另见this）。

在这一点上，它几乎看起来像是一个 g++ 或 macOS/命令行工具错误

您不太可能在编译器工具中发现错误（GCC 和 Clang/LLVM 都经过非常好的测试；因为它们是数百万行的免费软件，它们确实有残留的错误，但你有更多的机会赢得彩票而不是受到编译器错误的影响）。我从 1974 年开始编码，这在我的一生中只发生过一次。更现实的态度是更加谦虚，在怀疑编译器或构建链之前质疑你自己的代码（和知识）。 p>

顺便说一句，总是先编译所有警告和调试信息（例如g++ -Wall -g 可能还有-Wextra）。使用gdb 调试器。当您确信您的代码没有错误时，您可以通过要求编译器对optimize 进行基准测试（因此使用g++ -Wall -O2 可能也与-g 一起编译）。

另请阅读linker 维基页面。深入了解您的C++ textbook（另请参阅this site 和C++11 标准，例如n3337 草案）以了解声明和定义之间的区别一些变量或函数。您通常在一些公共头文件中声明一个全局 extern 变量（包含在几个翻译单元中），并在其他地方定义它一次，但好的做法是避免使用很多全局变量。另请参阅 C++17 新的 inline 变量。