gcc/g++编译器

Linux中，gcc/g++ 编译器。四个编译过程——预处理， 编译，汇编，链接。

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一、Linux编译器gcc和g++

(1)gcc/g++介绍

• gcc是编译c代码的编译器， g++是编译c++代码的编译器。
• c++代码的后缀有三种：①“.cpp”。②“.cc”。③“.cxx”。

(2)安装gcc-c++

sudo yum install -y gcc-c++
gcc --version 		// 查看gcc版本
g++ --version 		// 查看g++版本

(3)gcc使用

1. gcc最简单的使用。 gcc默认生成一个 **“a.out”**的可执行文件。

   gcc test.c
   

2. 使用**“-o”**选项可以指定生成的可执行文件名称。比如：“test.exe”。

   gcc -o test.exe test.c
   gcc test.c -o test.exe 
   

   • 上述两种写法完全一样，没有区别。

3. 使用指定的c标准进行编译。比如： **“-std=c99”**使用c99标准

   gcc test.c -std=c99			// 使用c99标准
   g++ test.cc -std=c++11		// 使用c++11标准
   

二、C/C++代码编译的过程

(1)预处理阶段（进行宏替换等）

• 在这个阶段，编译器gcc/g++主要对c源代码进行宏替换， 去注释， 头文件展开，和条件编译等，预处理后生成一个**“*.i”**后缀的c代码。

  1. 宏替换：例如：#define M 100，在预处理阶段，编译器将宏M 替换成100

  2. 去注释：在预处理阶段，编译器将所有的注释去除

  3. 头文件展开：将#include<stdio.h>包含的头文件从c标准库中拷贝到c源代码里。

  4. 条件编译:（可用于维护不同版本的软件，比如社区版，个人版，企业版）

     #ifdef V1
     // ...
     #elif V2
     //...
     #else
     //...
     #endif
     

     • Linux中可以在命令行添加宏定义，“-D” 表示定义宏，紧接着的就是宏的名字和值。

       gcc -D V1=1 test.c
       

• 实例：

  gcc -E hello.c -o hello.i
  

  1. 其中 “-E”表示编译器从现在开始进行程序的翻译，预处理完成后，就停下来。
  2. “-o”表示指定生成的目标文件名称。
  3. ".i"文件是一个经过处理后的C代码初始文件。

(2)编译阶段（生成汇编代码）

• 编译器gcc/g++会检查代码的规范性，检查是否有语法错误，确定代码实际要做的工作，确定动态链接库的地址等，检查无误后，gcc将c代码翻译成汇编代码。

• 实例：

  gcc -S hello.i -o hello.s
  

  1. “-S” 表示编译器从现在开始进行程序的编译，编译完成后，就停下来，并生成汇编代码。
  2. “.s" 文件里面是汇编代码。

(3)汇编阶段（生成机器可识别的二进制代码）

• 编译器gcc/g++将编译阶段生成的”.s“文件转成机器可识别的二进制目标代码（”.o“文件）。

• 实例：

  gcc -c hello.s -o hello.o
  

  1. ”-c" , 编译器将.s文件转换成.o文件
  2. hello.o 是一个二进制文件，但是不能直接运行，因为还需要动态库里面的一些方法等。

(4)链接阶段（生成可执行文件或库文件）

• 在成功编译后就进入到链接阶段。gcc/g++让我们的程序和c标准库结合起来的过程。

•   gcc hello.o -o hello.exe 
  

  1. 将hello.o 与动态库链接起来，生成可执行的二进制程序。

(5)总结

• 预处理： 进行宏替换，去注释，头文件展开，条件编译等，生成后缀为**“.i”**的c源代码。
• 编译： 将预处理阶段生成的“.i”c源代码，转换成“.s”的汇编代码。
• 汇编： 将编译阶段生成的“.s”文件，转换成".o"的二进制代码。
• 链接： 将汇编阶段生成的“.o”文件， 与库文件结合起来，生成可执行程序。

三、静/动态库

(1)静态库

• 静态库是指编译链接时，把库文件的代码全部加入到可执行程序中，因此生成的文件会比较大，但在运行时就不需要库文件了，有较好的可移植性和跨平台性。一般静态库后缀名为“.a”。

• Linux中一般没有c/c++的静态库，需要我们自行下载：

  // c静态库
  sudo yum install -y glibc-static
  // c++静态库
  sudo yum install -y libstdc++-static
  

• 静态库在Linux中的位置：

  /usr/lib64/libc.a
  

(2)动态库

• 动态库与之相反，不需要将库文件拷贝到可执行程序中，而是在程序执行时由运行时的链接文件来加载库文件， 这样可以节省系统的开销，但是，一旦动态库丢失，所有的动态链接这个库的程序都无法执行。一般动态库后缀名为“.so”。

• 动态库在Linux中的位置：

  /usr/lib64/libc.so.6
  //==== libc.so.6 是 libc-2.17.so 的软链接，相当于快捷键 ====
  // libc-2.17.so 与之在同一位置
  /usr/lib64/libc-2.17.so
  

优缺点：

• 动态库和动态链接：不能丢失，但节省空间。

• 静态库和静态链接： 一旦形成和库无关，但拷贝会浪费空间。

注意：

• 在Linux 中，c/c++动态库是默认提供的, 而c/c++静态库是没有安装的。

• gcc 默认生成的可执行程序， 默认采用动态链接。

(3)gcc默认生成的二进制程序，是动态链接的，使用file 指令可验证：

file my.exe
ldd my.exe

• file 指令：查看文件的具体类型。
• ldd指令：查看可执行程序所依赖的库。

(4)Windows 中的库

• 动态库后缀：“.dll”
• 静态库后缀：“.lib”