Как устранить ошибки при компиляции

Это ваша первая программа на C (или C++) — она не такая уж большая, и вы собираетесь скомпилировать ее. Вы нажимаете на compile (или вводите команду компиляции) и ждете. Ваш компилятор выдает пятьдесят строк текста. Вы выбираете слова warning и error. Задумываетесь, значит ли это, что все в порядке. Вы ищите полученный исполняемый файл. Ничего. Черт возьми, думаете вы, я должен выяснить, что все это значит …

Типы ошибок компиляции

Во-первых, давайте различать типы ошибок. Большинство компиляторов покажет три типа предупреждений во время компиляции:

• предупреждения компилятора;
• ошибки компилятора;
• ошибки компоновщика.

Хоть вы и не хотите игнорировать их, предупреждения компилятора не являются чем-то достаточно серьезным, чтобы не скомпилировать вашу программу. Прочитайте следующую статью, которая расскажет вам, почему стоит дружить с компилятором и его предупреждениями. Как правило, предупреждения компилятора — это признак того, что что-то может пойти не так во время выполнения. Как компилятор узнает об этом? Вы, должно быть делали типичные ошибки, о которых компилятор знает. Типичный пример — использование оператора присваивания = вместо оператора равенства == внутри выражения. Ваш компилятор также может предупредить вас об использовании переменных, которые не были инициализированы и других подобных ошибках. Как правило, вы можете установить уровень предупреждений вашего компилятора — я устанавливаю его на самый высокий уровень, так что предупреждения компилятора не превращаются в ошибки в выполняемой программе (“ошибки выполнения”).

Тем не менее, предупреждения компилятора не должны останавливать работу вашей программы (если только вы не укажете компилятору рассматривать предупреждения как ошибки), так что они, вероятно, не так серьезны как ошибки.

Ошибки — это условия, которые препятствуют завершению компиляции ваших файлов.

Ошибки компилятора ограничены отдельными файлами исходного кода и являются результатом “синтаксических ошибок”. На самом деле, это означает, что вы сделали что-то, что компилятор не может понять. Например, выражение for(;) синтаксически не правильно, потому что цикл всегда должен иметь три части. Хотя компилятор ожидал точку с запятой, он мог также ожидать условное выражение, поэтому сообщение об ошибке, которое вы получите может быть что-то вроде:

line 13, unexpected parenthesis ‘)’

Заметьте, что ошибки компилятора всегда будут включать номер строки, в которой была обнаружена ошибка.

Даже если вы прошли процесс компиляции успешно, вы можете столкнуться с ошибками компоновщика. Ошибки компоновщика, в отличие от ошибок компилятора, не имеют ничего общего с неправильным синтаксисом. Вместо этого, ошибки компоновщика — это, как правило, проблемы с поиском определения функций, структур, классов или глобальных переменных, которые были объявлены, но не определены, в файле исходного кода. Как правило, эти ошибки будут иметь вид:

could not find definition for X

Как правило, процесс компиляции начинается с серии ошибок компиляции и предупреждений и, исправив их, вы столкнетесь с ошибками компоновщика. В свою очередь, я бы сначала исправлял ошибки компиляции, а затем ошибки компоновщика.

Ошибки компилятора — с чего начать?

Если вы столкнулись с перечнем пятидесяти или шестидесяти ошибок и предупреждений, то будет сложно определить с чего начать. Самое лучшее место, тем не менее, в начале списка. В самом деле, вы почти никогда не начинаете исправлять ошибки от конца файла до его начала по одной простой причине: вы не знаете ошибки ли они на самом деле!

Одна ошибка в верхней части вашей программы может вызвать целый ряд других ошибок компилятора, потому что эти строки могут рассчитывать на что-то в начале программы, что компилятор не смог понять. Например, если вы объявляете переменную с неправильным синтаксисом, компилятор сообщит о синтаксических ошибках, и что он не может найти объявление для переменной. Точка с запятой, поставленные не в том месте, могут привести к огромному количеству ошибок. Это происходит, потому что синтаксис C и C++ синтаксис позволяет объявить тип сразу же после его определения:

struct 
{
   int x;
   int y;
} myStruct;

код создаст переменную, MyStruct, с местом для хранения структуры, содержащей два целых числа. К сожалению, это означает, что если вы опустите точку с запятой, компилятор будет интерпретировать это так, как будто следующая вещь в программе будет структурой (или возвращает структуру).

Что-то вроде этого:

struct MyStructType
{
   int x;
   int y;
}

int foo()
{}

может привести к огромному количеству ошибок, возможно, включая сообщения:

extraneous ‘int’ ignored

Все это из-за одного символа! Лучше всего начать с самого верха.

 Анализ сообщения об ошибке

Большинство сообщений от компилятора будет состоять как минимум из четырех вещей:

1. тип сообщения — предупреждение или ошибка;
2. исходный файл, в котором появилась ошибка;
3. строка ошибки;
4. краткое описание того, что работает неправильно.

Вывод g++ для указанной выше программы может выглядеть следующим образом (ваши результаты могут отличаться, если вы используете другой компилятор):

foo.cc:7: error: semicolon missing after struct declaration

foo.cc это имя файла. 7 — номер строки, и ясно, что это ошибка. Короткое сообщение здесь весьма полезно, поскольку оно показывает именно то, что не правильно. Заметим, однако, что сообщение имеет смысл только в контексте программы. Оно не сообщает, в какой структуре не хватает запятой.

Более непонятным является другое сообщение об ошибке из той же попытки компиляции:

extraneous ‘int’ ignored

Программист должен выяснить, почему это произошло. Обратите внимание еще раз, что эта ошибка была вызвана проблемой в начале программы, не в строке 8, а раньше, когда в структуре не хватает точки с запятой. К счастью, понятно, что определение функции для foo было в порядке, это говорит нам о том, что ошибка должна быть где-то в другом месте программы. На самом деле, она должна быть в программе раньше — вы не будете получать сообщение об ошибке, которое указывает на синтаксическую ошибку до строки, на которой ошибка на самом деле произошла.

Это руководящий принцип вычисления ошибок компилятора: если сомневаетесь, посмотрите в программе раньше. Так как синтаксические ошибки могут позже иметь серьезные последствия, вполне возможно, что компилятор указывал номер строки, в которой на самом деле не было синтаксической ошибки!

Будет гораздо хуже, если компилятор не будет сообщать вам, что произошло ранее в программе. Даже первая ошибка компилятора, которую вы получите, может быть связана с несколькими строками  до указанного предупреждения.

Обработка непонятных или странных сообщений

Есть несколько особенно сложных типов ошибок компилятора. Первый — это необъявленная переменная, которую, как вам кажется, вы объявили. Часто, вы можете указать, где именно переменная была объявлена! Проблема в том, что часто переменная просто написана с ошибкой. К сожалению, это довольно трудно увидеть, так как обычно мы читаем то, что ожидаем, а не то, что есть на самом деле. Кроме того, есть и другие причины, почему это может быть проблемой — например, проблемы с видимостью!

Чтобы разобраться в возможных проблемах, я делаю так: в строке, где находится якобы необъявленная переменная, надо выполнить поиск текстовым редактором слова под курсором (в качестве альтернативы можно скопировать имя переменной и выполнить поиск), и если я записал его неправильно, оно не найдется. Также не надо вводить имя переменной вручную, так как вы случайно можете ввести его правильно.

Второе непонятное сообщение:

unexpected end of file

Что происходит? Почему конец файла будет «неожиданным» ? Ну, здесь главное думать как компилятор; если конец файла является неожиданным, то он,  должно быть, чего-то ждет. Что бы это могло быть? Ответ, как правило, «завершение». Например, закрывающие фигурные скобки или закрывающие кавычки. Хороший текстовый редактор, который выполняет подсветку синтаксиса и автоматический отступ, должен помочь исправить некоторые из этих ошибок, что позволяет легче обнаружить проблемы при написании кода.

В конечном счете, если сообщение непонятное, то подходите к проблеме, думая, как компилятор пытается интерпретировать файл. Это может быть трудно, когда вы только начинаете, но если вы обращаете внимание на сообщения и попробуете понять, что они могли бы означать, вы быстро привыкнете к общим закономерностям.

Наконец, если ничего не работает, вы всегда можете просто переписать несколько строк кода, чтобы убрать любые скрытые синтаксические ошибки, которые вы могли не увидеть. Это может быть опасно, так как вы можете переписать не ту секцию, но это может помочь.

Ошибки компоновщика

После того как вы окончательно исправили все ошибки синтаксиса, вздремнули, перекусили пару раз и морально подготовили себя к правильной компиляции программы, вы все равно можете столкнуться с ошибками компоновщика. Их часто довольно сложно исправить, потому что они не обязательно являются результатом того, что написано в вашей программе. Я вкратце опишу типичные видов ошибок компоновщика, которые можно ожидать, и некоторые пути их решения.

У вас могут возникнуть проблемы с тем, как вы настроили свой компилятор. Например, даже если включить нужные заголовочные файлы для всех ваших функций, вы все равно должны предоставить вашему компоновщику правильный путь в библиотеку, которая имеет фактическую реализацию. В противном случае, вы получите сообщение об ошибке:

undefined function

Обратите внимание на поддержку этих функций компилятором (это может произойти, если вы включите собственное объявление функции, чтобы обойти ошибку во время компиляции). Если ваш компилятор поддерживает эту функцию, то для решения проблемы обычно требуются конкретные настройки компилятора. Вам следует сообщить компилятору, где искать библиотеки и убедиться, что библиотеки были установлены правильно.

Ошибки компоновщика могут произойти в функциях, которые вы объявили и определили, если вы не включили все необходимые объектные файлы в процесс связывания. Например, если вы пишете определение класса в myClass.cpp, а ваша основная функция в myMain.cpp, компилятор создаст два объектных файла, myClass.o и myMain.o, а компоновщику будут нужны оба из них для завершения создания новой программы. Если оставить myClass.o, то у него не будет определения класса, даже если вы правильно включите myClass.h!

Иногда появляются незначительные ошибки, когда компоновщик сообщает о более чем одном определении для класса, функции или переменной. Эта проблема может появиться по нескольким причинам: во-первых, у объекта может быть два определения — например, две глобальные переменные объявлены как внешние переменные, чтобы быть доступными за пределами файла исходного кода. Это относится как к функциям, так и к переменным, и это, на самом деле, нередко случается. С другой стороны, иногда это проблема с директивами компоновщика; несколько раз я видел, как люди включают несколько копий одного и того же объектного файла в процесс связывания. И бинго, у вас есть несколько определений. Типичным проявлением этой проблемы является то, что у целого ряда функций есть несколько определений.

Последний странный тип ошибки компоновщика — сообщение

undefined reference to main

Данная ошибка компоновщика отличается от других тем, что она может не иметь ничего общего с объектом, включая файлы или правильные пути к вашей библиотеке. Напротив, это означает, что компоновщик пытался создать исполняемый файл и не смог понять, где расположена функция main(). Это может случиться, если вы забыли включить основную функцию, или, если вы попытаетесь скомпилировать код, который никогда не был отдельным исполняемым файлом (например, если вы попытались скомпилировать библиотеку).

Устранение ошибок компиляции

Если компилятор обнаруживает ошибку в коде, он выводит сообщение об ошибке в Output window:

Если Вы дважды кликните на строку, содержащую описание ошибки, среда покажет Вам строку исходного кода, в которой эта ошибка содержится, так что Вы сможете просмотреть код и исправить ошибку.

Вы можете перейти к следующей ошибке с помощью клавиши [F4], а к предыдущей при помощи сочетания клавиш [Shift + F4]. Иногда компилятор генерирует несколько сообщений, чтобы дать больше информации о проблемах, которые он обнаружил.

Intellisense: Обнаружение ошибок при вводе

Visual Micro поддерживает технологию под названием IntelliSense. Intellisense пытается найти ошибки по мере того как Вы набираете код, без попыток его компиляции. Это экономит много времени и дает мгновенный отклик при появлении ошибки.

IntelliSense подчеркивает ошибочные области кода красной волнистой линий примерно так, как подчеркивает неправильные слова и предложения инструмент проверки орфографии в текстовом редакторе или почтовой программе. Если Вы наведете курсор мыши на подчеркнутый блок кода, всплывет подсказка, содержащая описание ошибки:

Советы по устранению ошибок компиляции

Иногда компилятор может выдавать много сообщений об ошибках, которые имеют одну и ту же причину. Не удивляйтесь, если получаете много сообщений об ошибках, часто это единственная ошибка, приводившая все сообщения.
Следующие советы помогут эффективнее устранять ошибки компиляции.

• Просматривайте сообщения об ошибках сверху вниз
  Начните с первого сообщения и исправьте ошибку. Если последующие сообщения выглядят странными, они могут быть косвенными ошибками, порожденными первой ошибкой. Перекомпилируйте скетч. Если сообщения были «фантомными», т.е. наведенными ошибкой, которую Вы исправили, они исчезнут.
• Если есть много сообщений об ошибках в тех блоках кода, которые прежде компилировались, то Вы могли случайно поставить слишком мало или слишком много фигурных скобок (‘{‘, ‘}’). Если поместить курсор на одну фигурную скобку и нажать Ctrl +], Visual Studio перейдет к парной скобке. Если парная скобка не так, которую Вы ожидали увидеть, то в коде есть лишние или недостающие скобки.

  Горячая клавиша перехода к парной скобке в средах Visual Studio / Atmel Studio может зависеть от раскладки клавиатуры.

• Найти помощь в Интернете, например на www.cprogramming.com или www.stackoverflow.com. Используйте сообщение об ошибке компилятора в качестве строки поиска на этих сайтах или просто введите его в любимый поисковик.

From Wikipedia, the free encyclopedia

Compilation error refers to a state when a compiler fails to compile a piece of computer program source code, either due to errors in the code, or, more unusually, due to errors in the compiler itself. A compilation error message often helps programmers debugging the source code. Although the definitions of compilation and interpretation can be vague, generally compilation errors only refer to static compilation and not dynamic compilation. However, dynamic compilation can still technically have compilation errors,^{[citation needed]} although many programmers and sources may identify them as run-time errors. Most just-in-time compilers, such as the Javascript V8 engine, ambiguously refer to compilation errors as syntax errors since they check for them at run time.^[1][2]

Examples[edit]

Common C++ compilation errors[edit]

• Undeclared identifier, e.g.:

doy.cpp: In function `int main()':
doy.cpp:25: `DayOfYear' undeclared (first use this function)^[3]

This means that the variable «DayOfYear» is trying to be used before being declared.

• Common function undeclared, e.g.:

xyz.cpp: In function `int main()': xyz.cpp:6: `cout' undeclared (first use this function)^[3]

This means that the programmer most likely forgot to include iostream.

• Parse error, e.g.:

somefile.cpp:24: parse error before `something'^[4]

This could mean that a semi-colon is missing at the end of the previous statement.

Internal Compiler Errors[edit]

An internal compiler error (commonly abbreviated as ICE) is an error that occurs not due to erroneous source code, but rather due to a bug in the compiler itself. They can sometimes be worked around by making small, insignificant changes to the source code around the line indicated by the error (if such a line is indicated at all),^{[5][better source needed]} but sometimes larger changes must be made, such as refactoring the code, to avoid certain constructs. Using a different compiler or different version of the compiler may solve the issue and be an acceptable solution in some cases. When an internal compiler error is reached many compilers do not output a standard error, but instead output a shortened version, with additional files attached, which are only provided for internal compiler errors. This is in order to insure that the program doesn’t crash when logging the error, which would make solving the error nigh impossible. The additional files attached for internal compiler errors usually have special formats that they save as, such as .dump for Java. These formats are generally more difficult to analyze than regular files, but can still have very helpful information for solving the bug causing the crash.^[6]

Example of an internal compiler error:

somefile.c:1001: internal compiler error: Segmentation fault
Please submit a full bug report,
with preprocessed source if appropriate.
See <http://bugs.gentoo.org/> for instructions.

References[edit]

Обработка ошибок и проектирование компилятора

Перевод статьи Error Handling in Compiler Designopen in new window.

Задача по обработке ошибок (Error Handling) включает в себя: обнаружение ошибок, сообщения об ошибках пользователю, создание стратегии восстановления и реализации обработки ошибок. Кроме того система обработки ошибок должна работать быстро.

Типы источников ошибок

Источники ошибок делятся на два типа: ошибки времени выполнения (run-time error) и ошибки времени компиляции (compile-time error).

Ошибки времени выполнения возникают когда программа запущена. Обычно они связаны с неверными входными данными. Примеры таких ошибок: недостаток памяти, конфликт с другим приложением, логические ошибки. Логическая ошибка означает что запуск программы не приводит к ожидаемому результату. Логические ошибки лучше всего обрабатывать тщательным тестированием и отладкой программы.

Ошибки времени компиляции возникают во время компиляции, до запуска программы. Примеры таких ошибок: синтаксическая ошибка или отсутствие файла с кодом на который есть ссылка.

Типы ошибок времени компиляции

Ошибки компиляции разделяются на:

• Лексические (Lexical): включают в себя опечатки идентификаторов, ключевых слов и операторов
• Синтаксические (Syntactical): пропущенная точка с запятой или незакрытая скобка
• Семантические (Semantical): несовместимое значение при присвоении или несовпадение типов между оператором и операндом
• Логические (Logical): недостижимый код, бесконечный цикл

Парсер, обрабатывая текст, пытается как можно раньше обнаружить ошибку. В современных средах разработки синтаксические ошибки отображаются прямо в редакторе кода, предотвращая последующий неверный ввод. Обнажение ошибки происходит когда введённый префикс не совпадает с префиксами строк верными в выбранном языке программирования. Например префикс for(;) может привести к сообщению об ошибке, так как обычно внутри for должно быть две точки с запятой.

Восстановление после ошибок

Базовое требование к компилятору — прервать компиляцию и выдать сообщение при появлении ошибки. Кроме этого есть несколько методов восстановления после ошибки.

Panic mode recovery

Это самый простой способ восстановления после ошибок и он предотвращает бесконечные циклы в компиляторе при попытках исправить ошибку. Парсер отклоняет следующие за ошибкой символы до того как будет обнаружен специальный символ (например, разделитель команд, точка с запятой). Такой подход адекватен если низкая вероятность нескольких ошибок в одной конструкции.

Пример: рассмотрим выражение с ошибкой (1 + + 2) + 3. При обнаружении второго + пропускаются все символы до следующего числа.

Phase level recovery

Производится локальное изменение входного потока чтобы исправить ошибку.

Error productions

Разработчики компиляторов знают часто встречаемые ошибки. При появлении таких ошибок могут применяться расширения грамматики для их обработки. Например: написание 5x вместо 5*x.

Global correction

Производится как можно меньше изменений чтобы преобразовать код с ошибкой в корректный код. Эту стратегию дорого реализовывать.

Решение ошибок сборки⚓︎

При сборке пакетов иногда происходят ошибки.
В данном разделе будет описано решение наиболее распространённых ошибок.

Стадии, на которых может произойти ошибка⚓︎

Ошибка может произойти на любой стадии, однако чаще всего это случается после ввода make.
При этом в первую очередь определите действие, которое завершилось ошибкой — сделать это можно, просмотрев команду, завершившуюся с ошибкой.
В частности, если команда даётся компилятору (cc, gcc или clang), то произошла ошибка компиляции. Эти ошибки, обычно, наиболее трудны в решении.
Если команда даётся ld, то ошибка произошла при линковке.
Также ошибка может произойти, например, при построении документации. В этом случае самым простым вариантом будет отключение выполнения этого шага.

Общие принципы решения ошибок⚓︎

Убедитесь что ошибка воспроизводима — выполните make clean, а потом повторите make.
Если ошибка не исчезла, то прочитайте лог (хотя бы последние 30 строк).
Практически всегда там будет сказано о том, что за ошибка произошла.

Попробуйте поискать в интернете по частям лога, возможно, решение этой ошибки уже было где-либо описано.

Ошибки компиляции⚓︎

Ошибки компиляции — наиболее сложные в своём решении.
gcc всегда сообщает строку, в которой произошла ошибка — проверьте её.

Не найден заголовок⚓︎

Весьма простая ошибка.

Вывод⚓︎

dummy.c:1:10: fatal error: blablabla: No such file or directory
    1 | #include <blablabla>
      |          ^~~~~~~~~~~
compilation terminated.

Имя заголовка и файла может быть другим.

Решение⚓︎

Поищите этот заголовок в папке /usr/include и директории с исходным кодом пакета. Если он существует, то добавьте в переменную CPPFLAGS параметр -I/путь/к/директории/с/этим/заголовком. Если он не существует — установите пакет, который его предоставляет.

Ошибки линковки⚓︎

В процессе линковки несколько объектных файлов соединяются в один, и к ним подключаются библиотеки.

undefined reference to …⚓︎

Данная ошибка вызвана тем, что необходимая библиотека не была подключена.

Решение⚓︎

Попытайтесь определить, исходя из лога, какая библиотека не была подключена. Добавьте в переменную CFLAGS параметр -lsomelib (не надо указывать название файла библиотеки), например, -lcurses.

Ошибки configure⚓︎

Обычно они происходят из-за отсутствия зависимостей или их неработоспособности.