编译静态库遇到的 LNK2019 报错

前文提到了 CMake 学习

文末基本涵盖了我遇到的编译问题，但是在得到一个编译好的 .lib 文件后，还需要放到项目中引用成功后才算真正的完成静态库的编译

嗯，我之所以说这些是因为我在项目中链接静态库时出现了 LNK2019 经典错误

错误如下：

Libraryd.lib(at_exit.obj) : error LNK2019: unresolved external symbol "void __cdecl logging::MakeCheckOpValueString<class base::AtExitManager *>(class std::basic_ostream<char,struct std::char_traits<char> > *,class base::AtExitManager *)
Libraryd.lib(rand_util.obj) : error LNK2019: unresolved external symbol "void __cdecl logging::MakeCheckOpValueString<double>(class std::basic_ostream<char,struct std::char_traits<char> > *,double)" 
Libraryd.lib(rand_util.obj) : error LNK2019: unresolved external symbol "void __cdecl logging::MakeCheckOpValueString<unsigned __int64>(class std::basic_ostream<char,struct std::char_traits<char> > *,unsigned __int64)"
Libraryd.lib(file_path.obj) : error LNK2019: unresolved external symbol "void __cdecl logging::MakeCheckOpValueString<wchar_t const *>(class std::basic_ostream<char,struct std::char_traits<char> > *,wchar_t const *)" 

我们先看 .h 和 .cc 文件中对 MakeCheckOpValueString 的声明和定义吧

.h 文件

// Provide an overload for functions and function pointers. Function pointers
// don't implicitly convert to void* but do implicitly convert to bool, so
// without this function pointers are always printed as 1 or 0. (MSVC isn't
// standards-conforming here and converts function pointers to regular
// pointers, so this is a no-op for MSVC.)
template <typename T>
inline typename std::enable_if<
    std::is_function<typename std::remove_pointer<T>::type>::value,
    void>::type
MakeCheckOpValueString(std::ostream* os, const T& v) {
  (*os) << reinterpret_cast<const void*>(v);
}

// We need overloads for enums that don't support operator<<.
// (i.e. scoped enums where no operator<< overload was declared).
template <typename T>
inline typename std::enable_if<
    std::is_enum<T>::value,
    void>::type
MakeCheckOpValueString(std::ostream* os, const T& v) {
  (*os) << static_cast<typename std::underlying_type<T>::type>(v);
}

// We need an explicit overload for std::nullptr_t.
void MakeCheckOpValueString(std::ostream* os, std::nullptr_t p);

template <typename T>
void MakeCheckOpValueString(std::ostream* os, T p);

.cc 文件

void MakeCheckOpValueString(std::ostream* os, std::nullptr_t p) {
  (*os) << "nullptr";
}

template <typename T>
void MakeCheckOpValueString(std::ostream* os, T p) {
  (*os) << p;
}

调用的地方：

// Build the error message string.  This is separate from the "Impl"
// function template because it is not performance critical and so can
// be out of line, while the "Impl" code should be inline.  Caller
// takes ownership of the returned string.
template<class t1, class t2>
std::string* MakeCheckOpString(const t1& v1, const t2& v2, const char* names) {
  std::ostringstream ss;
  ss << names << " (";
  MakeCheckOpValueString(&ss, v1);
  ss << " vs. ";
  MakeCheckOpValueString(&ss, v2);
  ss << ")";
  std::string* msg = new std::string(ss.str());
  return msg;
}

可以看出 MakeCheckOpValueString  的声明和定义都是完整的

MakeCheckOpValueString 有四个重载，有两个 inline 声明的，直接在头文件中定义了，还有两个普通的 void 型，声明和定义是分开的

函数的声明和定义是没有问题的，有问题的话，在编译静态库时就应该出错了

后面研究后，怀疑是没有给外部工程暴露接口，也就是缺少 BASE_EXPROT 宏

这个宏的写法如下：

#ifdef BASE_EXPORT
#undef BASE_EXPORT
#endif

#ifdef _WIN32
// 定义 BASE_EXPORT 宏为适当的导出关键字，以便在 Windows 平台上导出函数
#define BASE_EXPORT __declspec(dllexport)
#else
// 定义 BASE_EXPORT 宏为适当的导出关键字，以便在其他平台上导出函数
#define BASE_EXPORT __attribute__((visibility("default")))
#endif

顺便看看 dllexport 和 dllimport 的区别，看看 GPT 的回答

dllexport 和 dllimport 是用于在 Windows 平台上定义和使用动态链接库（DLL）中的函数和数据的关键字。

• dllexport 用于在 DLL 中定义函数或数据，并指示编译器将这些符号导出到 DLL 中，以便其他模块（如应用程序）可以使用它们。当使用 dllexport 修饰符时，编译器会生成导出符号表，并在链接时使其可见。
• dllimport 用于在应用程序中声明从 DLL 中导入的函数或数据。它告诉编译器该符号将在运行时从 DLL 中导入，而不是在当前模块中定义。使用 dllimport 修饰符可以让应用程序在编译时知道要导入的符号的位置和类型。

关键区别在于：

• dllexport 用于在 DLL 中定义符号，即导出符号。
• dllimport 用于在应用程序中声明从 DLL 中导入的符号。

这两个关键字的使用可以帮助实现动态链接库的功能，并支持在不同的模块之间共享函数和数据。在 Windows 平台上，它们是确保 DLL 的正确导出和导入的重要机制。

于是我们添加了 BASE_EXPORT 宏，并在 MakeCheckOpValueString 声明前都添加了该宏，

// We need an explicit overload for std::nullptr_t.
BASE_EXPORT void MakeCheckOpValueString(std::ostream* os, std::nullptr_t p);

template <typename T>
BASE_EXPORT void MakeCheckOpValueString(std::ostream* os, T p);

重新编译静态库，并在项目中链接库，还是出现同样的问题

没办法，BASE_EXPORT 似乎不起作用，项目链接函数时仍然找不到函数对应的符号文件，只能从 inline 下手了，直接在头文件中内联，并删除 .cc 文件中的函数的定义

改成这样：

// We need an explicit overload for std::nullptr_t.
inline void MakeCheckOpValueString(std::ostream* os, std::nullptr_t p) {
  (*os) << "nullptr";
}

template <typename T>
inline void MakeCheckOpValueString(std::ostream* os, T p) {
  (*os) << p;
}　

inline 关键词可以保证函数不会出现重复定义的错误，另外 inline 还有命名空间管理的特性

看看 inline 这两个细节的介绍

1. 防止重定义（Multiple Definitions）：在 C++ 中，如果同一个函数或变量在多个编译单元（源文件）中被定义，会导致重定义错误。为了解决这个问题，可以将函数或变量的定义放在头文件中，并使用 inline 关键字修饰，以便在多个编译单元中使用。这样，每个编译单元中对该函数或变量的定义都会被视为内联定义，避免了重定义错误。
2. 命名空间的内联定义：在命名空间中定义的函数和变量，其声明和定义通常是分开的，即声明放在头文件中，定义放在源文件中。为了避免在每个源文件中都包含头文件，可以将命名空间中的函数和变量的定义放在头文件中，并使用 inline 关键字修饰。这样，每个源文件中包含头文件时，就相当于将命名空间中的定义直接内联到该源文件中，避免了多个源文件的重复定义。

最终，在重新编译静态库后，并在项目中链接它，没有出错，一切顺利