当我们在程序中引用了对象名（类、函数、变量等），并且链接器试图在所有链接的对象文件和库中搜索它时无法找到它的定义时，就会出现“Undefined Reference”错误。

因此，当链接器找不到链接对象的定义时，它会发出“未定义引用”错误。从定义中可以清楚地看出，这种错误发生在链接过程的后期。导致“未定义引用”错误的原因多种多样。

一些可能的原因（更频繁）：

#1） 没有为对象提供定义

这是导致“未定义引用”错误的最简单原因。程序员只是忘记了定义对象。

考虑以下C++程序。这里我们只指定了函数的原型，然后在主函数中使用了它。

#include <iostream>
int func1();
int main()
{
     
    func1();
}

输出：

main.cpp:(.text+0x5): undefined reference to 'func1()'
collect2: error ld returned 1 exit status

因此，当我们编译此程序时，会发出链接器错误，该错误表示“未定义对‘func1（）’的引用”。

为了消除这个错误，我们通过提供函数func1的定义来如下更正程序。现在程序给出了适当的输出。

#include <iostream>
using namespace std;
int func1();
 
int main()
{
     
    func1();
}
int func1(){
    cout<<"hello, world!!";
}

输出：

hello, world!!

#2） 使用的对象定义错误（签名不匹配）

“未定义引用”错误的另一个原因是我们指定了错误的定义。我们在程序中使用任何对象，其定义都不同。

考虑以下C++程序。这里我们调用了func1（）。它的原型是int func1（）。但其定义与原型不符。如我们所见，函数的定义包含函数的参数。

因此，当编译程序时，由于原型和函数调用匹配，编译是成功的。但是，当链接器试图将函数调用与其定义链接时，它会发现问题并将错误作为“未定义引用”发出。

#include <iostream>
using namespace std;
int func1();
int main()
{
     
    func1();
}
int func1(int n){
    cout<<"hello, world!!";
}

输出：

main.cpp:(.text+0x5): undefined reference to 'func1()'
collect2: error ld returned 1 exit status

因此，为了防止这种错误，我们只需交叉检查程序中所有对象的定义和用法是否匹配。

#3） 对象文件未正确链接

此问题还可能导致“未定义引用”错误。在这里，我们可能有多个源文件，我们可以独立编译它们。这样做时，对象链接不正确，导致“未定义引用”。

考虑以下两个C++程序。在第一个文件中，我们使用了第二个文件中定义的“print（）”函数。当我们分别编译这些文件时，第一个文件为打印函数提供“未定义引用”，而第二个文件为主函数提供“不定义引用”。

int print();
int main()
{
    print();
}

输出：

main.cpp:(.text+0x5): undefined reference to 'print()'
collect2: error ld returned 1 exit status

int print() {
    return 42;
}

输出：

(.text+0x20): undefined reference to 'main'
collect2: error ld returned 1 exit status

解决此错误的方法是同时编译两个文件（例如，使用g++）。

除了已经讨论过的原因之外，“未定义的引用”也可能因为以下原因而发生。

#4） 错误的项目类型

当我们在visual studio等C++IDE中指定错误的项目类型，并尝试做项目不期望的事情时，我们就会得到“未定义的引用”。

#5） 没有库

如果程序员没有正确指定库路径，或者完全忘记指定它，那么我们将为程序从库中使用的所有引用获得一个“未定义引用”。

#6） 未编译从属文件

程序员必须确保我们事先编译项目的所有依赖项，以便在编译项目时，编译器找到所有依赖项并成功编译。如果缺少任何依赖项，那么编译器将给出“未定义的引用”。

除了上面讨论的原因之外，“未定义引用”错误还可能在许多其他情况下发生。但底线是程序员搞错了，为了防止这种错误，应该纠正这些错误。

不支持链接器脚本的GNUld包装器

一些.so文件实际上是GNU ld链接器脚本，例如libtbb.so文件是一个ASCII文本文件，其内容如下：

INPUT (libtbb.so.2)

一些更复杂的构建可能不支持这一点。例如，如果在编译器选项中包含-v，则可以看到mainwin gcc包装器mwdip丢弃要链接的库的详细输出列表中的链接器脚本命令文件。

cp libtbb.so.2 libtbb.so

或者可以用.so的完整路径替换-l参数，例如，代替-ltbb-do/home/foo/tbb-4.3/linux/lib/intel64/gcc4.4/libtb.so.2

假设您有一个用c++编写的大型项目，它有一千个.cpp文件和一千个.h文件。假设该项目还依赖于十个静态库。假设我们在Windows上，我们在Visual Studio 20xx中构建项目。当您按Ctrl+F7 Visual Studio开始编译整个解决方案时（假设解决方案中只有一个项目）

编译的意义是什么？

Visual Studio搜索文件.vcxproj并开始编译扩展名为.cpp的每个文件。编译顺序未定义。因此，您不能假设首先编译了main.cpp文件如果.cpp文件依赖于其他.h文件来查找符号可以在.cpp文件中定义，也可以不定义如果存在一个.cpp文件，编译器在其中找不到一个符号，则编译器时间错误将引发消息symbol x not be found对于每个扩展名为.cpp的文件，都会生成一个对象文件.o，并且Visual Studio会将输出写入名为ProjectName.cpp.Clean.txt的文件中，该文件包含链接器必须处理的所有对象文件。

编译的第二步是由Linker完成的。Linker应该合并所有对象文件并最终生成输出（可能是可执行文件或库）

链接项目的步骤

分析所有对象文件，找到仅在头文件中声明的定义（例如：前面的答案中提到的类的一个方法的代码，或者初始化类内部的静态变量的事件）如果在目标文件中找不到一个符号，也会在其他库中搜索。对于将新库添加到项目的配置财产->VC++目录->库目录，您在此处指定了用于搜索库的其他文件夹，以及用于指定库名称的配置财产->链接器->输入。-如果链接器找不到您在一个.cpp中编写的符号，则会引发一个链接器时间错误，听起来可能像错误LNK2001：未解析的外部符号“void __cdecl foo（void）”（？foo@@YAXXZ）

观察

一旦链接器找到一个符号，他就不会在其他库中搜索它链接库的顺序很重要。如果Linker在一个静态库中找到一个外部符号，他会在项目的输出中包含该符号。但是，如果库是共享的（动态的），他不会在输出中包含代码（符号），但可能会发生运行时崩溃

如何解决这种错误

编译器时间错误：

确保编写的c++项目语法正确。

链接器时间错误

定义在头文件中声明的所有符号使用#pragma一次，如果编译的当前.cpp中已包含一个标头，则允许编译器不包含该标头确保外部库中不包含可能与头文件中定义的其他符号冲突的符号使用模板时，请确保在头文件中包含每个模板函数的定义，以允许编译器为任何实例化生成适当的代码。

正在添加模板。。。

给定带有友元运算符（或函数）的模板类型的代码片段；

template <typename T>
class Foo {
    friend std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const Foo<T>& a);
};

运算符<<被声明为非模板函数。对于与Foo一起使用的每种类型T，都需要有一个非模板运算符<<。例如，如果声明了一个类型Foo＜int＞，那么必须有如下的运算符实现：；

std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const Foo<int>& a) {/*...*/}

由于它未实现，链接器无法找到它并导致错误。

要更正此问题，可以在Foo类型之前声明一个模板运算符，然后将适当的实例化声明为友元。语法有点尴尬，但看起来如下：；

// forward declare the Foo
template <typename>
class Foo;

// forward declare the operator <<
template <typename T>
std::ostream& operator<<(std::ostream&, const Foo<T>&);

template <typename T>
class Foo {
    friend std::ostream& operator<< <>(std::ostream& os, const Foo<T>& a);
    // note the required <>        ^^^^
    // ...
};

template <typename T>
std::ostream& operator<<(std::ostream&, const Foo<T>&)
{
  // ... implement the operator
}

上述代码将运算符的友谊限制为Foo的相应实例化，即运算符＜＜＜int＞实例化被限制为访问Foo＜int＞的实例化的私有成员。

备选方案包括：；

允许友谊扩展到模板的所有实例化，如下所示；模板＜typename T＞Foo类{模板＜typename T1＞朋友std:：ostream&operator<<（std:：estream&os，const Foo<T1>/a）；// ...};或者，运算符<<的实现可以在类定义内内联完成；模板＜typename T＞Foo类{朋友std:：ostream&operator<<（std:：estream&os，const Foo&a）{ /*...*/ }// ...};

注意，当运算符（或函数）的声明仅出现在类中时，该名称不适用于“普通”查找，仅适用于cppreference中的依赖于参数的查找；

首先在类或类模板X中的友元声明中声明的名称将成为X最内部封闭命名空间的成员，但除非在命名空间范围内提供了匹配声明，否则无法进行查找（考虑X的依赖于参数的查找除外）。。。

cppreference和C++常见问题解答中有关于模板朋友的进一步阅读。

显示上述技术的代码列表。

---

作为失败代码示例的旁注；g++警告如下

警告：friend声明“std:：ostream&operator<<（…）”声明非模板函数[-Wnon-template friend]注意：（如果这不是您想要的，请确保函数模板已经声明，并在此处的函数名称后面添加<>）

编译C++程序分几个步骤进行，如2.2所述（Keith Thompson作为参考）：

翻译语法规则之间的优先顺序由以下阶段规定[参见脚注]。物理源文件字符以实现定义的方式映射到基本源字符集（为行尾指示符引入新的行尾字符）如果必需的[剪]将删除紧跟着换行符的反斜杠字符（\）的每个实例，将物理源行拼接到形成逻辑源线。[剪]源文件被分解为预处理标记（2.5）和空白字符序列（包括注释）。[剪]执行预处理指令，展开宏调用，并执行_Pragma一元运算符表达式。[剪]字符文本或字符串文本中的每个源字符集成员，以及每个转义序列和通用字符名在字符文本或非原始字符串文本中执行字符集的对应成员；[剪]连接相邻的字符串文字标记。分隔标记的空白字符不再有效。每个预处理令牌都转换为一个令牌。（2.7）对生成的令牌进行语法和语义分析翻译为翻译单元。[剪]翻译的翻译单元和实例化单元组合如下：[SNIP]解析所有外部实体引用。链接库组件以满足对未在中定义的实体的外部引用当前翻译。所有这样的转换器输出都被收集到包含执行所需信息的程序映像执行环境。（强调矿井）[脚注]尽管在实践中不同的阶段可能会被合并在一起，但实现必须表现得好像这些单独的阶段发生了一样。

指定的错误发生在编译的最后阶段，通常称为链接。这基本上意味着你把一堆实现文件编译成了对象文件或库，现在你想让它们一起工作。

假设您在.cpp中定义了符号a。现在，b.cpp声明了该符号并使用了它。在链接之前，它只是假设该符号是在某个地方定义的，但它并不在乎在哪里。链接阶段负责查找符号并将其正确链接到b.cpp（实际上，链接到使用它的对象或库）。

如果您使用的是Microsoft Visual Studio，您将看到项目生成.lib文件。其中包含导出符号表和导入符号表。导入的符号将根据链接的库进行解析，导出的符号将提供给使用该.lib的库（如果有）。

其他编译器/平台也存在类似的机制。

常见的错误消息包括错误LNK2001、错误LNK1120、错误LNK2019（适用于Microsoft Visual Studio）和未定义的对GCC symbolName的引用。

代码：

struct X
{
   virtual void foo();
};
struct Y : X
{
   void foo() {}
};
struct A
{
   virtual ~A() = 0;
};
struct B: A
{
   virtual ~B(){}
};
extern int x;
void foo();
int main()
{
   x = 0;
   foo();
   Y y;
   B b;
}

将使用GCC生成以下错误：

/home/AbiSfw/ccvvuHoX.o: In function `main':
prog.cpp:(.text+0x10): undefined reference to `x'
prog.cpp:(.text+0x19): undefined reference to `foo()'
prog.cpp:(.text+0x2d): undefined reference to `A::~A()'
/home/AbiSfw/ccvvuHoX.o: In function `B::~B()':
prog.cpp:(.text._ZN1BD1Ev[B::~B()]+0xb): undefined reference to `A::~A()'
/home/AbiSfw/ccvvuHoX.o: In function `B::~B()':
prog.cpp:(.text._ZN1BD0Ev[B::~B()]+0x12): undefined reference to `A::~A()'
/home/AbiSfw/ccvvuHoX.o:(.rodata._ZTI1Y[typeinfo for Y]+0x8): undefined reference to `typeinfo for X'
/home/AbiSfw/ccvvuHoX.o:(.rodata._ZTI1B[typeinfo for B]+0x8): undefined reference to `typeinfo for A'
collect2: ld returned 1 exit status

以及Microsoft Visual Studio中的类似错误：

1>test2.obj : error LNK2001: unresolved external symbol "void __cdecl foo(void)" (?foo@@YAXXZ)
1>test2.obj : error LNK2001: unresolved external symbol "int x" (?x@@3HA)
1>test2.obj : error LNK2001: unresolved external symbol "public: virtual __thiscall A::~A(void)" (??1A@@UAE@XZ)
1>test2.obj : error LNK2001: unresolved external symbol "public: virtual void __thiscall X::foo(void)" (?foo@X@@UAEXXZ)
1>...\test2.exe : fatal error LNK1120: 4 unresolved externals

常见原因包括：

未能链接到适当的库/对象文件或编译实现文件已声明和未定义的变量或函数。类类型成员的常见问题模板实现不可见。符号是在C程序中定义的，并在C++代码中使用。跨模块.dll错误地导入/导出方法/类。（特定于MSVS）循环库依赖关系对的未定义引用`WinMain@16'相互依赖的库顺序多个同名源文件使用#pragma（Microsoft Visual Studio）时键入错误或不包含.lib扩展名模板好友问题UNICODE定义不一致常量变量声明/定义中缺少“extern”（仅限C++）未为多文件项目配置Visual Studio代码在Mac OS X上构建dylib时出错，但在其他Unix-y系统上也可以

常量变量声明/定义中缺少“extern”（仅限C++）

对于来自C语言的人来说，在C++中，全局常量变量具有内部（或静态）联系可能是一件令人惊讶的事情。在C中情况并非如此，因为所有全局变量都是隐式外部变量（即，当缺少静态关键字时）。

例子：

// file1.cpp
const int test = 5;    // in C++ same as "static const int test = 5"
int test2 = 5;

// file2.cpp
extern const int test;
extern int test2;

void foo()
{
 int x = test;   // linker error in C++ , no error in C
 int y = test2;  // no problem
}

正确的做法是使用头文件并将其包含在file2.cpp和file1.cpp中

extern const int test;
extern int test2;

或者，可以使用显式extern在file1.cpp中声明const变量