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[轉]C和C++執行時庫

轉自csdn
原文:https://blog.csdn.net/ithzhang/article/details/20160009

圖片請去原文檢視

在使用VC構建專案時,經常會遇到下面的連結錯誤:


  初學者面對這些錯誤常常不知所錯:libcmt.lib是什麼東西?msvcrtd.dll又是幹嗎用的?在使用VC++時我們也常常對下面的執行庫配置項感到疑惑,它們到底究竟是什麼意思呢?甚至一些工作了很多年的程式設計師也對此一知半解。今天讓我們來了解一下它們。
    

從C和C++執行庫說起

  為了提高C語言的開發效率,C標準定義了一系列常用的函式,稱為C庫函式。C標準僅僅定義了函式原型,並沒有提供實現。因此這個任務留給了各個支援C語言標準的編譯器。每個編譯器通常實現了標準C的超集,稱為C執行時庫(C Run Time Libray) ,簡稱CRT。對於VC++編譯器來說,它提供的CRT庫支援C標準定義的標準C函式,同時也有一些專門針對windows系統特別設計的函式。
  與C語言類似,C++也定義了自己的標準,同時提供相關支援庫,我們把它稱為C++執行時庫或C++標準庫。
  由於C++對C的相容性,C++標準庫包括了C標準庫,除此之外還包括IO流和標準模板庫STL。

VC++在何處實現C和C++執行庫

  VC++完美的支援C和C++標準,因此也就按照C和C++的標準定義的函式原型實現了上述執行時庫。為了方便有不同需求的客戶的使用,VC++分別實現了動態連結庫DLL版本和靜態庫LIB版本。同時為了支援程式除錯且不影響程式的效能,又分別提供了對應的除錯版本。除錯版本的名稱在Release版本名稱後添了字母d。

  對於C執行時庫CRT,VC6.0、VC2005、VC2008和VC2010均提供了DLL版本和LIB版本。上述各個編譯器提供的LIB版的CRT庫,均實現在libcmt.lib。對應的除錯版名稱為libcmtd.lib。

  而DLL版本名稱根據編譯器不同而不同,我們可以從名稱上加以分辨。
  VC6.使用的CRT庫的DLL版本在MSVCRT.DLL中實現, 對應除錯版本為MSVCRTD.LIB。
  VC2005使用的CRT庫的DLL版本在MSVCR80.DLL中實現,對應除錯版本為MSVCR80.DLL。
  VC2008使用的CRT庫的DLL版本在MSVCR90.DLL中實現,對應除錯版本為MSVCR90D.DLL。
  VC2010使用的CRT庫的DLL版本在MSVCR100.DLL中實現,對應除錯版本為MSVCR100D.DLL。

  C++標準相容C標準,但VC各版本將C++編譯器使用的C標準庫與C編譯器使用的C執行庫一起實現,它們使用相同的執行庫。

  對於C++標準庫中的IO流和STL,VC6.0、VC2005、VC2008和VC2010也提供了DLL版本和LIB版本。
  LIB版均實現在libcpmt.lib中,對應的除錯版本為libcpmtd.lib。

  不同版本的編譯器實現的DLL也不相同。
  VC6.使用的C++類庫的 DLL版本在MSVCP60.DLL中實現, 對應除錯版本為MSVCP60D.LIB。
  VC2005使用的C++類庫的DLL版本在MSVCP80.DLL中實現,對應除錯版本為MSVCP80.DLL。
  VC2008使用的C++類庫的 DLL版本在MSVCP90.DLL中實現,對應除錯版本為MSVCP90D.DLL。
  VC2010使用的C++類庫的DLL版本在MSVCP100.DLL中實現,對應除錯版本為MSVCP100D.DLL。

  在各個版本的編譯器中,我們可以通過配置選項來設定程式使用的C和C++執行時庫的型別。如下圖(其他版本編譯器大同小異):
  
   
  MT選項:連結LIB版的C和C++執行庫。在連結時就會在將C和C++執行時庫整合到程式中成為程式中的程式碼,程式體積會變大。
  MTd選項:LIB的除錯版。
  MD選項:使用DLL版的C和C++執行庫,這樣在程式執行時會動態的載入對應的DLL,程式體積會減小,缺點是在系統沒有對應DLL時程式無法執行。
  MDd選項:表示使用DLL的除錯版。
  在《由使用LeakDialog時遇到的問題而引出的一些分析》這篇文章中的實驗一,使用VC6.0的預設配置沒有攔截到記憶體洩露。其原因是VC6.0的控制檯專案預設配置是靜態連結CRT庫(單執行緒版,後面會介紹)。

動態版(DLL)和靜態版(LIB)C和C++執行庫的優缺點

  因為靜態版必須把C和C++執行庫複製到目標程式中,所以產生的可執行檔案會比較大。同時對於使用多個模組的大型軟體來說,如果每個模組均選擇靜態連結C或C++執行庫,在程式執行時就會存在多個執行庫。在連結時也會出現重複定義的問題,如文章首第一張圖所示。
  使用DLL版的C和C++執行庫,程式在執行時動態的載入對應的DLL。程式體積變小,但一個很大的問題就是一旦找不到對應DLL,程式將無法執行。假設使用VC6.0並選擇使用MD選項構建,那麼當用戶使用VC2005來使用這個DLL時很可能出現找不到MSVCRT.DLL或MSVCP60.DLL的情況。

  在這裡介紹一個很好的工具:Dependency Walker,可以用來分析DLL的依賴關係,同時檢視DLL匯出的函式,使用方法請Google。
  使用該工具開啟MSVCRT.DLL,如下圖:
   
  我們可以在其中找到我們經常使用使用的C函式,如printf ,getchar,malloc等。
  開啟MSVCP100.DLL,也可以找到這些C函式:

    
  在開發的過程中我們也會遇到如下圖的連結錯誤,LIBCD.lib究竟是何方神聖呢?

                         
  它其實是LIBC.lib的除錯版,而LIBC.lib是隻有在VC6.0才會使用的靜態庫,該庫是CRT的單執行緒版,用於支援單執行緒版本的CRT。VC2005等更高版本的編譯器已經不再提供單執行緒版本,轉而使用多執行緒版的MSVCR80.DLL或libcmt.lib。
  當遇到上述符號定義衝突的連結錯誤時,可以選擇忽略libcd.lib。