Question

对于以下 C 源代码：

#include <math.h>

int main(void)
{
    double          x;

    x = log(0.0);

    return 0;
}

当我使用gcc -lm编译时，我得到了：

/tmp/ccxxANVH.o: In function `main':
a.c:(.text+0xd): undefined reference to `log'
collect2: error: ld returned 1 exit status

但是，如果我用log(0.0)替换log(10.0)，那么它可以成功编译。

我不太明白这一点，因为无论它们是否具有数学意义，它们都应该编译 - 没有语法错误。任何人都可以解释一下吗？

以防万一，我的gcc -v输出：

Configured with: ../src/configure -v --with-pkgversion='Ubuntu 4.8.2-19ubuntu1' --with-bugurl=file:///usr/share/doc/gcc-4.8/README.Bugs --enable-languages=c,c++,java,go,d,fortran,objc,obj-c++ --prefix=/usr --program-suffix=-4.8 --enable-shared --enable-linker-build-id --libexecdir=/usr/lib --without-included-gettext --enable-threads=posix --with-gxx-include-dir=/usr/include/c++/4.8 --libdir=/usr/lib --enable-nls --with-sysroot=/ --enable-clocale=gnu --enable-libstdcxx-debug --enable-libstdcxx-time=yes --enable-gnu-unique-object --disable-libmudflap --enable-plugin --with-system-zlib --disable-browser-plugin --enable-java-awt=gtk --enable-gtk-cairo --with-java-home=/usr/lib/jvm/java-1.5.0-gcj-4.8-amd64/jre --enable-java-home --with-jvm-root-dir=/usr/lib/jvm/java-1.5.0-gcj-4.8-amd64 --with-jvm-jar-dir=/usr/lib/jvm-exports/java-1.5.0-gcj-4.8-amd64 --with-arch-directory=amd64 --with-ecj-jar=/usr/share/java/eclipse-ecj.jar --enable-objc-gc --enable-multiarch --disable-werror --with-arch-32=i686 --with-abi=m64 --with-multilib-list=m32,m64,mx32 --with-tune=generic --enable-checking=release --build=x86_64-linux-gnu --host=x86_64-linux-gnu --target=x86_64-linux-gnu
Thread model: posix
gcc version 4.8.2 (Ubuntu 4.8.2-19ubuntu1)

请注意，这个问题是关于常量折叠，但suggested duplicate question是关于缺少链接库的。

Answer 1

在许多情况下，

gcc可以使用builtin functions，他们的文档说：

其中许多功能仅在某些情况下得到优化;如果他们没有在特定情况下优化，调用库函数被发射出来。

所以因此gcc在使用内置函数时不需要链接数学库，但由于log(0)是not defined，它可能会强制gcc在运行时对其进行评估 - 因为它有副作用。

如果我们查看 4 段落中的draft C99 standard部分7.12.1 错误情况处理，那就说明了（强调我的 EM>）：

如果数学的大小，浮动结果会溢出结果是有限的，但是很大，数学结果不可能表示在一个对象中没有非常的舍入误差指定的类型。如果浮动结果溢出并且默认舍入为实际上，或者如果数学结果是精确的无穷大有限参数（例如log（0.0）），然后函数返回宏的值HUGE_VAL，HUGE_VALF或HUGE_VALL根据返回类型，与函数的正确值具有相同的符号; 如果是整数表达式math_errhandling＆amp; MATH_ERRNO非零，整数表达式errno获取值ERANGE; 如果是整数表达式math_errhandling＆amp; MATH_ERREXCEPT非零，如果是，那么''除零''浮点异常会被提出数学结果是一个精确的无穷大和'溢出'' 否则会引发浮点异常。

我们可以从实时示例中看到使用-S标志来生成汇编，grep log来过滤掉对log的调用。

如果log(0.0)生成以下指令（ see it live ）：

call    log

但是在log(10.0)的情况下，生成了call log指令，（ see it live ）。

我们通常可以通过使用-fno-builtin flag阻止gcc使用内置函数，这可能是测试内置函数是否被使用的更快方法。

请注意-lm needs to go after the source file，例如（取自链接的答案），如果main.c需要数学库，那么您将使用：

 gcc main.c -lm

Answer 2

编译没问题，只是缺少链接器开关-lm。

第二个版本可能会编译和链接，因为gcc用常量替换log(10.0)，因此不需要调用数学库。在第二种情况下，结果在数学上是未定义的，并且评估会导致域错误。在这种情况下，表达式不能被常量替换，因为域错误的处理在运行时可能会有所不同。

引用C标准（draft）：

在域错误上，该函数返回一个实现定义的值;如果是整数表达式math_errhandling＆amp; MATH_ERRNO是非零，整数表达式errno获取值EDOM;如果整数表达式math_errhandling＆amp; MATH_ERREXCEPT非零，提出''无效''浮点异常。

因此，log(0.0)的评估会导致返回值HUGE_VAL（不是我之前声明的NAN）或浮点异常。

编辑：我根据收到的评论更正了我的答案，并添加了C标准中描述的链接。

log（10.0）可以编译但是log（0.0）不能用未定义的引用吗？

2 个答案: