若不想使用编译器自动生成的函数,就该明确拒绝

本文介绍如何通过声明私有且未定义的复制构造函数和赋值操作符来阻止C++类的对象被复制,以及使用Uncopyable基类进一步确保复制操作无法执行的方法。

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        通常如果你不希望class 支持某一特定机能,只要不声明对应函数就是了。但这个策略对copy 构造函数和copy assignment 操作符却不起作用,如果你不声明它们,而某些人尝试调用它们,编译器会为你声明它们。

        这把你逼到了一个困境。如果你不声明copy 构造函数或copy assignment 操作符,编译器可能为你产出一份,于是你的class 支持copying 。如果你声明它们,你的class还是支持copying。 但这里的目标却是要阻止copying!

       答案的关键是,所有编译器产出的函数都是public 。为阻止这些函数被创建出来,你得自行声明它们,但这里并没有什么需求使你必须将它们声明为public 。因此你可以将copy 构造函数或copyassignment 操作符声明为private。藉由明确声明一个成员函数,你阻止了编译器暗自创建其专属版本:而令这些函数为private ,使你得以成功阻止人们调用它。

        一般而言这个做法并不绝对安全,因为member 函数和friend 函数还是可以调用你的private 函数。除非你够聪明,不去定义他们,即:只声明,不定义。

例子:

class HomeForSale {
public:
private:
HomeForSale(const HomeForSale&);                                //只有声明
HomeForSale& operator=(const HomeForSale&);

}

      或许你注意到了,我没写函数参数的名称。晤,参数名称并非必要,只不过大家总是习惯写出来。这个函数毕竟不会被实现出来,也很少被使用,指定参数名称又有何用?
     有了上述class 定义,当客户企图拷贝HomeForSale对象,编译器会阻挠他。如果你不慎在member 函数或friend 函数之内那么做,轮到连接器发出抱怨。

    将连接期错误移至编译期是可能的(而且那是好事,毕竟愈早侦测出错误愈好) ,只要将copy 构造函数和copyassignment操作符声明为private 就可以办到,但不是在HomeForSale 自身,而是在一个专门为了阻止copying 动作而设计的base class 内。这个base class 非常简单:

class Uncopyable {
protected:                                                              //允许derived对象构造和析构
Uncopyable () {}
~Uncopyable(} {}                                                 //注意不是虚析构函数
private:
Uncopyable(const Uncopyable&};                       //但阻止copying
Uncopyable& operator=(const Uncopyable&);

};

为求阻止HomeForSale对象被拷贝,我们唯一需要做的就是继承Uncopyable:
class HomeForSale: private Uncopyable {

//class 不再声明copy构造函数或 copy assign. 操作符

}

      这行得通,因为只要任何人一一甚至是member 函数或friend 函数一一尝试拷贝HomeForSale对象,编译器便试着生成一个copy构造函数和一个copyass够nment操作符,这些函数的"编译器生成版"会尝试调用其base class的对应兄弟,那些调用会被编译器拒绝,因为其base class 的拷贝函数是private 。

      Uncopyable class 的实现和运用颇为微妙,包括不一定得以public 继承它 ,以及Uncopyable的析构函数不一定得是virtual 等等。


请记住:为驳回编译器自动(暗自〉提供的机能,可将相应的成员函数声明为private 并且不予实现。使用像Uncopyable 这样的base class 也是一种做法。

<think>好的,我现在需要回答用户关于库函数编译器生成函数匹配机制的问题。首先,我得先理解用户的问题。用户想知道库函数编译器生成的函数是如何匹配的,也就是当我们在代码中调用一个库函数时,编译器是如何找到并正确链接对应的实现的。 首先,我应该回忆一下编译和链接的过程。编译过程通常分为预处理、编译、汇编、链接几个阶段。在链接阶段,链接器需要将程序中调用的函数与其定义进行匹配。这里涉及到库函数和用户自定义函数编译器自动生成函数,比如内建函数优化后的代码。 根据引用内容,用户提到的库函数分为标准库和自定义库。例如,引用[1]中提到了库函数和自定义函数的区别,引用[2]和[3]则涉及如何在特定编译器中链接数学库。这可能涉及到编译器的库文件路径设置,以及链接时的参数。 接下来,我需要分析库函数编译器生成函数的匹配机制。可能的关键点包括: 1. 函数原型声明:在源代码中通过头文件提供函数原型,这样编译器在编译时知道函数的参数和返回类型,确保调用的正确性。例如,引用[1]提到函数原型的作用。 2. 链接阶段解析符号:编译器在编译生成目标文件后,链接器需要解析所有未定义的符号。如果调用了库函数,链接器会在指定的库文件中查找对应的函数实现。引用[2]中提到HighTec编译器需要正确选择库文件路径,否则链接会失败,这说明链接时的库路径和库文件选择至关重要。 3. 名称修饰(Name Mangling):对于C++等支持函数重载的语言,编译器会对函数名进行修饰,以区分不同参数类型的同名函数。但在C语言中,名称修饰通常不存在,因此库函数的名字必须与调用时的名称完全一致。 4. 静态库与动态库:链接器处理静态库(.a.lib)和动态库(.so.dll)的方式不同。静态库在链接时会被直接整合到可执行文件中,而动态库则在运行时加载。用户的问题可能更多涉及静态库的情况,如引用[2]中的libdnk_c.a。 5. 编译器内建函数:某些函数可能是编译器内置的,如memcpy、sqrt等,编译器可能会直接生成内联的优化代码,而不是调用库函数。这种情况下,匹配机制可能涉及编译器内部的处理,优先使用内建实现。 6. 头文件与库文件的对应:正确包含头文件(如math.h)后,编译器在链接阶段需要找到对应的库文件(如libm.a)。例如,引用[3]提到math.h中的函数需要链接数学库,通常通过编译选项-lm来指定。 可能的错误情况包括:未包含正确的头文件导致函数原型缺失,链接时未指定库路径库文件,函数原型与库中的实现不匹配(如参数类型返回值不同),名称修饰不一致(尤其在C++中)等。 用户提到的HighTec编译器案例中,选择正确的库文件路径(tc161tc162)是为了确保链接器能找到与目标芯片兼容的库版本,这说明不同架构可能需要不同的库实现,这也是匹配机制的一部分。 总结起来,匹配机制主要涉及函数原型的正确声明、链接器在指定库中查找符号、名称修饰的一致性以及库文件的正确配置。此外,编译器的优化选项可能会影响是否使用内建函数替代库函数。</think>### 库函数编译器生成函数的匹配机制分析 #### 一、核心匹配原理 1. **符号解析机制** 在编译过程中,编译器函数调用转换为**符号引用**,链接器通过符号名称匹配库函数编译器生成的函数。例如: ```c printf("Hello"); // 转换为符号 _printf(名称修饰因编译器而异) ``` 链接时,链接器在标准库(如`libc.a`)中查找`_printf`符号实现[^1][^3]。 2. **名称修饰规则** - **C语言**:符号名称与函数名一致(如`sqrt`对应`sqrt`)。 - **C++**:使用名称修饰(如`_Z4sqrtd`表示`double sqrt(double)`),确保重载函数唯一性。 #### 二、匹配流程详解 1. **编译阶段** - 编译器检查函数原型(通过头文件如`math.h`),验证参数类型和返回值。 - 若函数为**内建函数**(如`memcpy`),编译器直接生成优化指令,跳过库调用。 2. **链接阶段** - 链接器优先搜索用户指定的库路径(如HighTec编译器要求`tc161`/`tc162`路径区分芯片类型)[^2]。 - 静态库(`.a`)按顺序解析符号,动态库(`.so`)延迟到运行时加载。 3. **关键配置项** - **库路径**:通过`-L`指定库目录(如`-L/opt/hightec/tc161/lib`)。 - **库名称**:通过`-l`链接库(如`-ldnk_c`链接`libdnk_c.a`)。 - **编译器选项**:如`-fno-builtin`禁用内建函数,强制使用库版本。 #### 三、典型问题与解决方案 | 问题类型 | 表现示例 | 解决方法 | |-------------------------|----------------------------|-----------------------------------| | 未链接库 | `undefined reference to sqrt` | 添加`-lm`链接数学库 | | 名称修饰不匹配 | C++调用C库函数未加`extern "C"` | 使用`extern "C"`包裹头文件包含 | | 库版本与架构不兼容 | HighTec链接报错`TC3XX`芯片不匹配 | 切换`tc162`目录下的库文件[^2] | #### 四、实验验证 1. **查看符号表** 使用`nm`命令查看目标文件中的未定义符号: ```bash nm main.o | grep "U sqrt" ``` 2. **强制使用函数** 通过编译选项覆盖内建函数: ```bash gcc -fno-builtin-sqrt test.c -lm ``` ####
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