如何解决库链接出现符号重定义问题

下面是一组和GPT的对话，通过逐个排查，我们知道只有一种情况会导致符号重定义。以下假设在 CMake 配置环境。

Q：如果一个静态库a，链接了b，这个时候 c 链接了 a 和 b ，会导致 b 符号重复定义么？

A:
任何库（静态或动态）本身都不链接其他库。他们可能有对其他库的依赖性，但实际上并不包含其他库的代码。

在你给出的情况下，假设你有三个静态库a、b和一个可执行目标c。

库a使用了库b中的一些符号（函数或变量）；
目标c链接了库a和库b。
在这种情况下，不会出现符号重复定义的问题，因为库a并不会“包含”库b，只是有对它的依赖性。链接器在链接可执行文件c时，它会从库a和库b中提取所需的对象文件，如果同一符号在两个库中都找到了，链接器会选择其中一个（具体选择哪个取决于链接器的行为）。

然而需要注意的是，静态库的链接顺序是重要的。在上面的例子中，由于库a依赖于库b，所以在链接目标c时，应该先链接库a，然后再链接库b，这样链接器才能正确解析库a中对库b的依赖。以下是在CMakeLists.txt中进行链接的示例：

target_link_libraries(c a b)

如果链接命令写成了 target_link_libraries(c b a)，那么可能会出现未定义的符号错误。这是因为当链接器处理库b时，它并不知道后面还有对这些符号的引用。

Q: 如果一个静态库a，链接了b，这个时候可执行程序 c 链接了 a 和 b ，会导致 b 符号重复定义么？

A:
在你的情况下，即使静态库a有对静态库b的依赖性，并且可执行程序c同时链接了库a和库b，通常也不会出现符号重复定义的问题。

这是因为静态库并没有真正地“链接”其他静态库。当静态库a被编译时，它可能需要库b中的符号（例如函数或变量），但是库b的代码并没有被合并到库a中，库a只是有对库b的依赖性。

然后，当链接可执行程序c时，链接器将查看c以及所有传递的库（在本例中为a和b）所需的所有符号，并从这些库中拉取需要的对象文件来满足这些需求。这意味着每个必要的符号只会被包含一次，而不会被重复包含。

请注意，虽然不会出现符号重复定义的问题，但可以会出现未解析的符号错误。这可能发生在库b先于库a被链接时。由于库a依赖库b，库b应该在库a之后链接，以便链接器能正确解析所有符号。所以正确的链接顺序应该是：

target_link_libraries(c a b)

而不是：

target_link_libraries(c b a)

Q: 如果一个动态库 a 链接了 b，这个时候可执行程序 c 链接了 a 和 b，会导致 b 符号重复定义么？

A:
在你的情况下，动态库（Shared Library）a 依赖于另一个动态库 b，而可执行程序c同时链接了a和b，这通常不会导致符号重复定义的问题。

对于动态库来说，它们在编译时并不包含其依赖库的代码。相反，动态库在运行时才解析它们的依赖关系。也就是说，如果动态库a依赖于动态库b，那么当程序加载库a时，操作系统（通过动态链接器）将负责加载库b（如果尚未加载）。

因此，即使可执行程序c同时链接了a和b，也只有一份库b的实例被加载到内存中。库a和c中引用库b的符号都将解析到这同一份实例，所以不会有符号重复定义的问题。

然而，请注意确保动态库的正确路径，特别是在运行可执行程序c时，库a和b必须能够被找到。一般来说，这需要将它们放置在标准库路径下，或者修改环境变量（如LD_LIBRARY_PATH在Linux下，DYLD_LIBRARY_PATH在MacOS下），以包含这些库的路径。

Q: 如果一个动态库a 链接了静态库 b，这个时候可执行程序 c 链接了 a 和 b，会导致 b 符号重复定义么？

A:
在你的情况下，动态库 a 链接了静态库 b ，然后可执行程序 c 又链接了动态库 a 和静态库 b 。这种情况可能会导致符号重复定义。

当一个动态库（如 a ）链接一个静态库（如 b ）时，静态库 b 中的所有对象代码实际上都会被包含到动态库 a 中。所以当你分别将动态库 a 和静态库 b 链接到可执行文件 c 时，因为动态库 a 已经包含了静态库 b 的所有代码，所以相同的符号实际上被包含了两次，这就可能导致符号重复定义。

解决这个问题的一种方法是只在一个地方链接静态库 b。也就是说，要么只在动态库 a 中链接静态库 b（然后在可执行程序 c 中只链接动态库 a ），要么在动态库 a 和可执行程序 c 中都不链接静态库 b（而是只在链接可执行程序 c 时链接静态库 b ）。这样可以确保静态库 b 的代码只被包含一次，从而避免符号重复定义。

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