从文件中引用不同名称的 class' 方法

Question

我正在尝试了解 c++/g++ 编译器的加载器及其使用的约定。

我有四个源文件。

Hello.h
Hello.cpp
Hello1.cpp
main.cpp

Hello.h

#include <iostream>

class Hello1
{
public:
int a;
void sayHello();
};

Hello.cpp

 #include"Hello.h"

        void Hello1::sayHello()
        {
        std::cout<<this->a;
        }

Hello1.cpp

#include"Hello.h"

void Hello1::sayHello()
{
std::cout<<"Hello";
}

main.cpp

#include"Hello.h"

    int main()
    {
    Hello1 hello;
    hello.a=5;
    hello.sayHello();
    return 0;
    }

分别对每个文件进行预处理和组装，

c++ -c main.cpp

也会生成 main.o 。但是当链接和加载生成可执行文件时 ie c++ main.o 它给出了一个错误说找不到函数定义

main.o: In function main':
main.cpp:(.text+0x19): undefined reference toHello1::sayHello()'
collect2: ld returned 1 exit status

我知道如果我将 class Hello 命名为 Hello 并包含相应的 Hello.cpp 加载程序将找到函数定义并执行成员函数。但是，如果我将头文件 Hello.h 中的 class 的名称从 Hello 更改为 Hello1，则目标文件的创建没有问题，并且编译器知道 class Hello1 存在并分配内存为它（猜测c++ -c命令成功）但是加载器找不到 sayHello() 的函数体。这似乎没有考虑 Hello.cpp 或 Hello1.cpp，因为 Hello.h 与 class 有不同的 class 你好

那么如何加载程序即使在正常情况下也加载函数定义？它是引用文件名 Hello.h 并查找 Hello.cpp ，还是引用 class 名称 Hello1 并查找 Hello1.cpp ，或者它是否具有约束检查以查看 .h 和 class 名称是否相同，然后只查找同名的 .cpp 并忽略头文件中的其余 classes ？

如果一些 C++ 大师可以给我一些见解，让我了解加载程序在普通 C++ 文件中获取#include 中包含的定义的基础是什么，在这种情况下如何引用通过使用不同的名称本身来定义 sayHello() 是否可能？或者头文件是否可以仅提供与 class 具有相同名称

的接口

Answer 1

您需要告诉链接器要使用哪个文件对象 (.o) 文件。 Hello.o 或 Hello1.o。所以你的命令行应该是这样的：

c++ main.o Hello.o

或

c++ main.o Hello1.o

如果您尝试同时使用两者，您将收到如下错误：

$ c++ main.o Hello1.o Hello.o
Hello.o: In function `Hello1::sayHello()':
Hello.cpp:(.text+0x0): multiple definition of `Hello1::sayHello()'
Hello1.o:Hello1.cpp:(.text+0x0): first defined here
collect2: ld returned 1 exit status

在回答你最后一个问题时，不，头文件（.h 和 .cpp 文件）的名称不需要与内部定义的 class 的名称相匹配。

所以这是合法的：

foo.h

class Bar 
{
 public:
 void someFunc();
}

Answer 2

简短版本：您提供了一组提供符号列表的文件。您（或构建系统）负责通过指定正确的文件来提供“正确的”符号列表（及其定义）。这些文件的名称是 Hello、Hello1、foo 还是 bar（+ 适当的后缀）并不重要

让我们通过objdump -t -C main.o

看看c++ -c main.cpp的结果

SYMBOL TABLE:
00000000 l df *ABS* 00000000 main.cpp
00000000 l d .text 00000000 .text
00000000 l d .data 00000000 .data
00000000 l d .bss 00000000 .bss
00000000 l O .bss 00000001 std::__ioinit
00000050 l F .text 00000042 __static_initialization_and_destruction_0(int, int)
00000092 l F .text 0000001a _GLOBAL__sub_I_main
00000000 l d .init_array 00000000 .init_array
00000000 l d .note.GNU-stack 00000000 .note.GNU-stack
00000000 l d .eh_frame 00000000 .eh_frame
00000000 l d .comment 00000000 .comment
00000000 g F .text 00000050 main
00000000 *UND* 00000000 Hello1::sayHello()
00000000 *UND* 00000000 __stack_chk_fail
00000000 *UND* 00000000 std::ios_base::Init::Init()
00000000 *UND* 00000000 .hidden __dso_handle
00000000 *UND* 00000000 std::ios_base::Init::~Init()
00000000 *UND* 00000000 __cxa_atexit

有一个符号main，它是一个函数，它“需要”一些在这个编译单元中没有找到的其他符号。
为了说明这一点，让我们稍微修改 main.cpp

#include"Hello.h"
#include <iostream>

// noinline, so that the compiler "keeps" this a function + function calls
void __attribute__ ((noinline)) foo() 
{
  std::cout << "ho ho ho" << std::endl;
}

int main()
{
  Hello1 hello;
  hello.a=5;
  foo();
  hello.sayHello();
  return 0;
}

现在 objdump... 的输出是

SYMBOL TABLE:
00000000 l    df *ABS*  00000000 main.cpp
00000000 l    d  .text  00000000 .text
00000000 l    d  .data  00000000 .data
00000000 l    d  .bss   00000000 .bss
00000000 l     O .bss   00000001 std::__ioinit
00000000 l    d  .rodata    00000000 .rodata
00000084 l     F .text  00000042 __static_initialization_and_destruction_0(int, int)
000000c6 l     F .text  0000001a _GLOBAL__sub_I__Z3foov
00000000 l    d  .init_array    00000000 .init_array
00000000 l    d  .note.GNU-stack    00000000 .note.GNU-stack
00000000 l    d  .eh_frame  00000000 .eh_frame
00000000 l    d  .comment   00000000 .comment
00000000 g     F .text  0000002f foo()
00000000         *UND*  00000000 std::cout
00000000         *UND*  00000000 std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::operator<< <std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&, char const*)
00000000         *UND*  00000000 std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::endl<char, std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&)
00000000         *UND*  00000000 std::ostream::operator<<(std::ostream& (*)(std::ostream&))
0000002f g     F .text  00000055 main
00000000         *UND*  00000000 Hello1::sayHello()
00000000         *UND*  00000000 __stack_chk_fail
00000000         *UND*  00000000 std::ios_base::Init::Init()
00000000         *UND*  00000000 .hidden __dso_handle
00000000         *UND*  00000000 std::ios_base::Init::~Init()
00000000         *UND*  00000000 __cxa_atexit

如您所见，没有 *UND* foo()，编译器可以自行解析该符号+调用。
好的，现在链接器做了什么？它获取输入文件列表，并列出这些文件中定义的所有符号。然后它会查找依赖项并尝试解决它们。 main“需要”一个符号 Hello1::sayHello()（-C 选项使它看起来像这样，参见 https://en.wikipedia.org/wiki/Name_mangling）。
如果链接器的符号列表中有这样的符号（并且适合），则可以解决依赖关系。如果没有这样的符号，您会收到“未定义的引用”/“未解析的符号”错误消息。
IE。您必须提供一个定义所需符号的对象（文件），否则链接器将失败。该文件的名称无关紧要。

Hello.o提供了符号Hello1::sayHello()，满足main.oc

中引用的要求

...
00000000 g     F .text  0000001f Hello1::sayHello()
00000000         *UND*  00000000 std::cout
00000000         *UND*  00000000 std::ostream::operator<<(int)
00000000         *UND*  00000000 std::ios_base::Init::Init()
00000000         *UND*  00000000 .hidden __dso_handle
00000000         *UND*  00000000 std::ios_base::Init::~Init()
00000000         *UND*  00000000 __cxa_atexit
..

Hello1.o

也是

...
00000000 g     F .text  0000001e Hello1::sayHello()
00000000         *UND*  00000000 std::cout
00000000         *UND*  00000000 std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::operator<< <std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&, char const*)
00000000         *UND*  00000000 std::ios_base::Init::Init()
00000000         *UND*  00000000 .hidden __dso_handle
00000000         *UND*  00000000 std::ios_base::Init::~Init()
00000000         *UND*  00000000 __cxa_atexit
...

所以如果你调用（或让 c++/gcc 调用）ld [...] main.o Hello.o 符号 Hello1::sayHallo() 的定义取自 Hello.o，如果你调用 ld [...] main.o Hello1.o Hello1.o的Hello1::sayHallo()被使用。
现在调用 c++ main.cpp Hello.cpp Hello1.cpp，你会得到一个“Hello.cpp:(.text+0x0): re-definition of `Hello1::sayHello()' 错误，因为有两个同名的符号（并且没有解决该问题的机制....)。

从文件中引用不同名称的 class' 方法

Refering a differently named class' method from a file

c++

oop

software-design

ld

clang++