自定义函数覆盖库函数

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最近在工作上遇到的一个小问题：在我们的一个项目中使用系统库定义的strcpy函数有一些问题，于是一个同事自定义了一个strcpy函数，函数签名与系统库的定义完全一样，成功在使用strcpy的地方用自定义实现替换了系统库的实现。

原本是一件不起眼的小事，但是稍加思考后会发现，其中有一些细节值得探究：
1.自定义函数与系统库定义的函数同名为什么不会冲突；
2.为什么在调用函数的地方会调用到自定义的函数。
为了解答自己的疑惑，验证自己的猜想，所以做了一些小实验。
推理

经过一番短暂的思考，我认为这个问题需要从编译和链接这两个过程所做的工作来分析，我猜想原因大致如下：

1. 系统库都是预先编译好的，对用户只提供头文件和so共享库文件。用户在自己的代码中定义了和系统库同名的函数，编译时并不会出现两个同名函数的定义，所以编译器不会报多重定义的错误；2. 若是在两个so共享库都有相同函数签名的函数定义，链接时会选择第一个出现的定义，这和链接的顺序有关系；3. 若是在我们自己的代码中定义了一个和系统库同名的函数，由于先编译我们的代码，之后才会链接系统库，所以，在任何使用到该函数的地方就会直接引用我们的定义，链接时并不会去链接系统库。

验证

为了验证上述推理，我们做几个小实验。

定义两个共享库lib1和lib2，这两个库都只有一个函数echo，但实现不同。具体代码如下：

// lib1.h
#ifndef TEST_LIB1_H
#define TEST_LIB1_Hextern int echo(int x);#endif  // TEST_LIB1_H

// lib1.cpp
#include "lib1.h"int echo(int x) { return x; }

// lib2.h
#ifndef TEST_LIB2_H
#define TEST_LIB2_Hextern int echo(int x);#endif  // TEST_LIB2_H

// lib2.cpp
#include "lib2.h"int echo(int x) { return x + 1; }

再定义一个主函数，调用echo。

// main.cpp
#include <iostream>#include "lib1.h"
#include "lib2.h"using namespace std;int main() {cout << echo(3) << endl;return 0;
}

将lib1和lib2编译成共享库。

foo@bar:~$ g++ lib1.cpp -fPIC -shared -o liblib1.so

foo@bar:~$ g++ lib2.cpp -fPIC -shared -o liblib2.so

将主文件编译成可执行程序并链接共享库，调整共享库的链接顺序，会得到不同的结果。

foo@bar:~$ g++ main.cpp -L -llib1 -llib2

foo@bar:~$ ./a.out

3

foo@bar:~$ g++ main.cpp -L -llib2 -llib1

foo@bar:~$ ./a.out

4

若是在主文件中再定义一个同名函数，并重复上述过程，将得到不同结果。

// main.cpp
#include <iostream>#include "lib1.h"
#include "lib2.h"using namespace std;int echo(int x) { return x + 2; }int main() {cout << echo(3) << endl;return 0;
}

foo@bar:~$ g++ main.cpp -L -llib1 -llib2

foo@bar:~$ ./a.out

5

通过几个简单的小实验，成功验证了上述的猜想是正确的。
总结

在工作中遇到的小问题，认真去思考也能探索出很多细节。当然，一切的根源还是自己对编译链接理解得不够深入。所谓勿在浮沙筑高楼，这些最基本的知识，是一切上层建筑的根基。

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