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  • 如果没有#include<ctype.h>，以下程序会输出 1 和 0。
  • 使用包含，它输出 1 和 1。

我正在使用 TDM-GCC 4.9.2 64 位。我想知道isdigit在第一种情况下的实现是什么，以及为什么它能够链接.

#include<stdio.h>
//#include<ctype.h>
int main()
{
    printf("%d %d\n",isdigit(48),isdigit(48.4));
    return 0;
}
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默认情况下，GCC 使用允许隐式声明的 C90 标准（带有 GNU 扩展（参考））。您的案例的问题是您有两个isdigit使用两个不同参数的调用，这可能会使编译器在创建函数的隐式声明时感到困惑，并且它可能会选择int isdigit(double)安全的一面。这当然是函数的错误原型，这意味着当库函数在运行时被调用时，它会被错误的参数调用，并且你会有未定义的行为。

当你包含<ctype.h>头文件时，会有一个正确的原型，然后编译器知道它isdigit需要一个int参数，并且可以将double文字转换48.4为整数48以进行调用。

至于为什么要链接，这是因为虽然这些功能可以实现为宏，但这不是必需的。要求是这些函数，至少在 C11 标准中（我目前没有任何旧版本可用），必须了解当前的语言环境，这将使它们作为宏的实现更加困难，而且像普通的库函数一样容易。并且由于标准库始终是链接的（除非您另外告诉 GCC），因此这些功能将可用。

于 2015-11-17T12:41:42.567 回答
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首先#include声明与 . 没有任何关系linking。请记住，任何带有#in-front in 的东西C都适用于预处理器，而不是编译器或链接器。

但这就是说必须链接功能不是吗？

让我们在不同的步骤中执行这些步骤。

$ gcc -c -Werror --std=c99 st.c 
st.c: In function ‘main’:
st.c:5:22: error: implicit declaration of function ‘isdigit’ [-Werror=implicit-function-declaration]
     printf("%d %d\n",isdigit(48),isdigit(48.4));
                      ^
cc1: all warnings being treated as errors

正如您所见，gcc 的 lint（静态分析器）正在运行！

无论我们将继续忽略它...

$ gcc -c  --std=c99 st.c 
st.c: In function ‘main’:
st.c:5:22: warning: implicit declaration of function ‘isdigit’ [-Wimplicit-function-declaration]
     printf("%d %d\n",isdigit(48),isdigit(48.4));

这一次只是一个警告。现在我们在当前目录中有一个目标文件。让我们检查一下...

$ nm st.o 
                 U isdigit
0000000000000000 T main
                 U printf

如您所见，两者都printf被isdigit列为未定义。所以代码必须来自某个地方，不是吗？

让我们继续链接它...

$ gcc st.o
$ nm a.out | grep  'printf\|isdigit'
                 U isdigit@@GLIBC_2.2.5
                 U printf@@GLIBC_2.2.5

正如你所看到的，情况略有改善。作为isdigit并且printf不是像他们一样无助的孤独者st.o。您可以看到这两个功能都是由GLIBC_2.2.5. 但那在哪里GLIBC？

好吧，让我们再检查一下最终的可执行文件......

$ ldd a.out 
        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffe58d70000)
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fb66f299000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x000055b26631d000)

啊哈……就是这样libc。所以事实证明，虽然你没有给出任何指令，但链接器默认链接了 3 个库，其中一个是libc同时包含printf和的库isdigit。

您可以通过以下方式查看链接器的默认行为：

$gcc -dumpspec
*link:
%{!r:--build-id} %{!static:--eh-frame-hdr} %{!mandroid|tno-android-ld:%{m16|m32|mx32:;:-m elf_x86_64}                    %{m16|m32:-m elf_i386}                    %{mx32:-m elf32_x86_64}   --hash-style=gnu   --as-needed   %{shared:-shared}   %{!shared:     %{!static:       %{rdynamic:-export-dynamic}       %{m16|m32:-dynamic-linker %{muclibc:/lib/ld-uClibc.so.0;:%{mbionic:/system/bin/linker;:/lib/ld-linux.so.2}}}       %{m16|m32|mx32:;:-dynamic-linker %{muclibc:/lib/ld64-uClibc.so.0;:%{mbionic:/system/bin/linker64;:/lib64/ld-linux-x86-64.so.2}}}       %{mx32:-dynamic-linker %{muclibc:/lib/ldx32-uClibc.so.0;:%{mbionic:/system/bin/linkerx32;:/libx32/ld-linux-x32.so.2}}}}     %{static:-static}};:%{m16|m32|mx32:;:-m elf_x86_64}                    %{m16|m32:-m elf_i386}                    %{mx32:-m elf32_x86_64}   --hash-style=gnu   --as-needed   %{shared:-shared}   %{!shared:     %{!static:       %{rdynamic:-export-dynamic}       %{m16|m32:-dynamic-linker %{muclibc:/lib/ld-uClibc.so.0;:%{mbionic:/system/bin/linker;:/lib/ld-linux.so.2}}}       %{m16|m32|mx32:;:-dynamic-linker %{muclibc:/lib/ld64-uClibc.so.0;:%{mbionic:/system/bin/linker64;:/lib64/ld-linux-x86-64.so.2}}}       %{mx32:-dynamic-linker %{muclibc:/lib/ldx32-uClibc.so.0;:%{mbionic:/system/bin/linkerx32;:/libx32/ld-linux-x32.so.2}}}}     %{static:-static}} %{shared: -Bsymbolic}}

另外两个库是什么？

记得当你挖到 时，a.out两者都显示出来，因为这意味着未知。换句话说，没有与这些符号相关的地址。printfisdigitUmemory

实际上，这就是魔法所在。这些库实际上是在运行时加载的，而不是像旧系统那样在链接时加载。

它是如何实施的？好吧，它有一个相关的术语，比如惰性链接。它的作用是，当进程调用一个函数时，如果没有内存地址（TEXT 部分），它会生成一个Trap（在高级语言术语中类似于异常，当控制权移交给语言引擎时）。内核拦截这些Trap并将其交给动态加载程序，该加载程序加载库并将相关的内存地址返回给调用者进程。

有多种理论原因，为什么懒惰地做事比事先做事要好。我想这是一个全新的话题，我们将在其他时间讨论。

于 2015-11-17T13:33:01.503 回答