后台开发核心技术（一）编译与链接

编译与链接的整个过程：

预处理Prepressing->编译Compilation->
汇编Assembly->链接Linking

以helloworld作为例子展开：

1. 预处理
   g++ -E hello.cpp -o hello.i -> hello.i
   (1) 将#define的内容替换
   (2) 处理条件预编译指令，如#if ,#ifdef等
   (3) 处理#include预编译指令
   (4) 过滤注释
   (5) 添加行号及文件标示便于编译报错
   (6) 保留#pragma编译器指令

2. 编译+汇编
   g++ -S hello.cpp -o hello.s -> hello.s 高级语言编译成汇编指令文件
   g++ -c hello.cpp -> hello.o 汇编指令汇编为可供机器使用的机器语言(二进制)
   (1) 词法分析，扫描源代码文件，将字符序列分成一个个记号
   
   (2) 语法分析，将记号进行语法分析得到语法数，每一个结点是一个表达式。
   
   (3) 语义分析，静态语义分析，分析语句是否真正有含义，包括类型的声明以及类型的匹配和转换。结束后，整个语法树的表达式都被标识了类型。
   
   (4) 中间优化语言，对源代码级的表达式进行优化，如2+7直接为9。
   (5) 目标代码的生成及优化，鉴于不同的目标机器，将中间语言转化成合适的目标代码(不同的机器的类型字长等不相同)，最后将其优化(乘法用偏移代替，合适的寻址方式等)。

编译的整个过程：

3. 链接
将每个源代码模块独立编译，然后按照要求组装起来的过程为链接。
原理：把一些指令对其它符号地址的引用加以修正，包括了地址和空间分配，符号决议，重定位这些步骤。
过程：将.o的目标文件和库一起链接形成最终可执行文件。库就是一组目标文件的包(最常用的代码编译成目标文件打包存放).

采用自定义的add与sub来说明。
首先编写add.h,add.cpp,sub.h,sub.cpp,main.cpp

(1) 静态链接
对函数库的链接放在编译时期完成的是静态链接，库采用libxxx.a。

	g++ -o add.cpp
	g++ -o sub.cpp
	ar cr libmymath.a add.o sub.o //将两个目标文件放入静态库
	// ar命令的c选项为创建一个库，r选项为库中插入模块
	(ar tv libmymath.a可以查看静态库)
	g++ -o main main.cpp libmymath.a
	./main**

(2) 动态链接
把对一些库函数的链接载入退出到程序运行时期，采用libxxx.so。

	g++ -fPIC -shared -o libmymath.so add,.o sub.o**
	// -fPIC 编译为位置独立的代码，默认位置相关，动态载入时通过代码复制的方式满足不同进程的需要
	g++ -o main main.cpp libmymath.so
	./main** 

链接没有问题，在执行时报错，显示No such file or directory。原因是程序运行时会在/usr/lib等目录查找需要的动态库文件。
解决方法：将libmymath.so复制到/usr/lib，修改环境变量**LD_LIBRARY_PATH。

	cp libmymath.so /usr/lib
	export LD_LIBRARY_PATH=/usr/lib：$LD_LIBRARY_PATH
	sudo ldconfig**

(3) 静态库与动态库

1. 在两个重名的静态库和动态库中，优先调用动态库。
2. 在程序需要调用动态库中的函数时，会先在内存中查找有无库函数拷贝，没有才会复制。但是静态库会在每个程序中复制其库函数拷贝，造成大量的开销。
3. 库函数发生变化时，静态库需要重新编译，动态库只要提供的接口没变，无需重新编译。
4. 动态库的函数的调用可由程序员控制。
5. 由于静态库的函数编译时已经加载了，因此程序执行的速度会快些。