C/C++ 如何进行操作？编译器在头文件中找到原型的定义？

Question

当我在头文件中声明一个函数，并将该函数的定义放在其他文件中时，编译器/链接器如何找到该定义？它是否系统地搜索其路径中的每个文件，或者是否有更优雅的解决方案？这几天一直困扰着我，一直找不到解释。

Answer 1

编译器不会这样做，链接器会这样做。

虽然编译器一次处理一个源文件，但当调用链接器时，它会传递编译器生成的所有目标文件的名称以及用户希望链接的任何库。因此，链接器完全了解可能包含定义的文件集，并且只需要查找这些目标文件的符号表。除此之外，它不需要进行任何搜索。

例如，假设您有 foo.h 和 foo.c 定义和实现函数 foo()，并且 bar.h 和 bar.c 定义和实现 bar()。假设 bar 调用 foo，以便 bar.c 包含 foo.h。此编译分为三个步骤：

gcc -c foo.c
gcc -c bar.c
gcc foo.o bar.o -o program

第一行编译 foo.c，生成 foo.o。第二个编译 bar.c，生成 bar.o。此时，在目标文件bar.o中，foo是一个外部符号。第三行调用链接器，它将 foo.o 和 bar.o 链接到一个名为“program”的可执行文件中。当链接器处理 bar.o 时，它会看到未解析的外部符号 foo，因此它会在所有正在链接的其他目标文件（在本例中只是 foo.o）的符号表中查找并找到foo.o 中的 foo ，并完成链接。

对于库，这有点复杂，它们在命令行上出现的顺序可能很重要，具体取决于您的链接器，但通常是相同的原理。

Answer 2

当您编译 .cpp 文件时，编译器会在 .obj 文件中输出两个表：一个它期望在外部定义的符号列表，以及一个在该文件中定义的符号列表。特定模块。

链接器获取编译器输出的所有 .obj 文件，然后（顾名思义）将它们全部链接在一起。因此，对于每个模块，它都会查看标记为“外部定义”的符号列表，并查看为这些符号提供的所有其他模块。

因此，它只会“搜索”您告诉它搜索的模块。

如果它在任何其他模块中找不到该符号，那么您就会收到“未定义的引用”错误。

Answer 3

假设您有一个 foo.cpp ，其中包含 #include foo.h 以及其他可能的包含内容。标头当然可以有自己的#include-s。

预处理器将从 foo.cpp 开始，解析 #includes 并读取标头内容。结果将是来自头文件和 foo.cpp 的文本“扁平化”。
然后编译器将处理该文本。如果变量/函数/等应该有
如果未找到标头中的某处声明，编译器将报告错误。

基本点是编译器必须查看 .cpp 和标头的所有声明。