Как линкуются .cpp файлы к файлам .h?

Question

[123qwe]

Есть file.h, где просто описан класс.
Есть file.cpp, где описана реализация этого класса.

в main.cpp, в main, я создаю объект класса file, предварительно подключив "file.h".
Как он понимает, что реализация в file.cpp?

По логике, я подключаю просто header, где прототипы, а о том, что реализация в cpp, нет никаких данных для файла file.h.

Answer 1

[Армянское Радио]

Компоновщик ищет не файл с реализацией, а метод (на самом деле, это называется "символ") с соответствующим именем.

Компоновщику передается список объектных файлов, и он во всех них ищет метод с нужной сигнатурой.

Если в двух объектных файлах найдется одинаковый символ, компоновщик будет ругаться. В *.h компоновщик не смотрит.

Answer 2

[abcd0x00]

Как он понимает, что реализация в file.cpp?

Очень просто: ты подаёшь этот файл компилятору, а всё, что в нём есть, попадает в общее глобальное пространство. После обработки препроцессором всё это выглядит так, будто оно не в нескольких файлах, а в одном.

В итоге, file.h file.cpp main.c становятся как бы одним файлом.

Comments

[jcmvbkbc]

> file.h file.cpp main.c становятся как бы одним файлом.
file.cpp и main.c не становятся одним файлом если один из них не делает #include другого. Они компилируются по отдельности в два разных объектных файла и дальше обрабатываются редактором связей.

[abcd0x00]

jcmvbkbc: я это и имел в виду, что после разрешения всех конфликтов имён всё это становится единым кодом. А файлом назвал, чтобы ему было легче представить, поэтому там написано "как бы".

[abcd0x00]

jcmvbkbc: согласен на счёт неточности, что после препроцессора это всё-таки несколько файлов. Потом оно компилируется в несколько объектных файлов, а уже потом они соединяются воедино.

[abcd0x00]

jcmvbkbc: Он спросил, как из .h файлов получается информация из .cpp файлов. Вот и я ему ответил, что .h включаются в .cpp как текст с помощью препроцессора. А потом это всё всё-равно одним файлом становится. Но не файлом, а уже готовым кодом, и вот он уже транслируется. Даже если ты сделал объектные файлы, даже если ты их связал, то это ещё не конечная программа. Он там ещё дальше транслирует это всё.

[abcd0x00]

Артём Петренков: заголовок бинарника добавляется и с внутренними адресами в программе там ещё что-то происходит. И процесс линковки всё это включает.

Answer 3

[elmm]

Несколько уточню ситуацию. Сначала идёт компиляция всех c/cpp (и не только - что укажешь компилятору) файлов. При компиляции по исходнику проходит препроцессор и на место #include подставляет содержимое подключаемых файлов. Таким образом и main.cpp и file.cpp будут содержать вначале file.h с описанием класса. На выходе для каждой единицы компиляции класса получается объектный файл с скомпилированным кодом, где вместо адресов функций указывается какую функцию надо поставить при линковке (модифицированное компилятором имя функции, отражающее перечень аргументов ф-ции, способ вызова и прочее см. name mangling).

При линковке все указанные обьектные файлы, библиотеки (просто контейнер для обьектых файлов) собираются в один исполняемые файл - вот тут уже линкер и находит что из main.obj из некой функции вызывается фйнкция, из file.obj, и подставляет нужный вызов.

По сути .h файлы это сахар, что-бы много раз не писать в каждом компилируемом модуле forward declaration чего либо, и компилятор вообще может ни чего не знать о существовании тех же .h файлов, если препроцессор реализован как отдельная программа (см. больше про C препроцессор).