gcc和gdb和g++和makefile，CMake

gcc

• 直接输出结果
  • gcc -Wall hello.c hello
• 系统缺省的头文件目录
  • \usr\local\include\
  • /usr/include/
• 系统缺省的库文件目录
  • /usr/local/lib/
  • /usr/lib/

gcc中的参数

-M

-M

• gcc中的-M选项用于生成Makefile的依赖关系列表。这个选项告诉编译器生成一个包含源文件及其依赖的头文件的列表，而不是编译源文件。这对于自动化构建过程非常有用，特别是在大型项目中，确保在修改了某个头文件后，所有依赖它的源文件都能被重新编译。

• 找到依赖项的位置

-v

• -v Verbose冗长选项
• 在 gcc 编译器中，-v 参数用于显示详细的编译过程信息，包括编译器的版本信息、使用的标准库路径、头文件搜索路径等。这有助于调试编译问题，了解编译器的工作原理，以及诊断编译过程中可能出现的问题。

-c

编译:产生目标文件

• 加入-c
  • gcc -Wall -c main.c
    • 后面可以不加入-o，gcc回自动生成main.o

-l

• 链接外部库

• gcc -Wall main.c /usr/lib/libm.a -o calc可以简写为gcc -Wall main.c -lm -o calc

• 
  

• 静态库

  • .lib
  • .a

-L

• -L链接库文件的目录
• 

-std

• gcc -Wall test.c -o test 使用gnu编译
• gcc -Wall -ansi test.c -o test 使用标准c标准编译
• gcc -Wall -ansi -pedantic test.c 严格按照C标准
  • 可边长数组是GCC的标准不是标准c的标准
  • 
• gcc -Wall -ansi -D_GNU_SOURCE test.c -o test
  • 仍然使用标准C编译，但是使用GNU的库

-Wall选项

-Wcomment检测注释是否嵌套

库文件的查找顺序

编译过程

• 预处理

  • 

• 编译

  • 

• 汇编

  • 

• 链接

  • 

预处理

• 命令行中可以通过-D定义宏
  
  • 查看gcc原先就已经定义的宏
    • cpp -dM /dev/null
  • -E不想编译，只想看预处理之后的结果
    • gcc -E test.c
  • gcc -Wall -c -save-temps hello保存所有的中间结果
    

创建库

• ar cr

  • -c只编译不链接
  • gcc -Wall -c func1.c
  • gcc -Wall -c func2.c
  • ar cr libhello.a func1.o func2.o

• ar -t

• 搜索路径

  • 

• gcc -Wall main.c libhello.a -o hello

• 注意省略形式的前提时库文件在系统的库文件目录

  • 

• gcc -Wall main.c -L. -lhello -o h2

  • 通过-L.指定在当前目录，注意是紧跟着要查找的目录
    • 

g++

gdb

• -g将调试信息保存到目标文件中。
• gdb ./a.out
• run r 运行
• next n 下一个断点
• 打印:print:p arr[0]
• 断点break b
  • 在函数处打断点:b 函数名
  • 在哪一行打断点：b 行数
  • 已经在哪些行下打断点了
    • info b
• quit 退出
• list 查看程序
• 进入函数 steps

gdb调试技巧

• gdb下可以写shell

  • shell ls
  • shell cat test.c

• 日志功能呢

  • set logging on 将gdb调试后的输出都输出到gdb.txt中

• watchpoint

  • 观察变量是否变化
  • 

• 调试崩掉的程序

  • 默认不会生成core文件

    • 通过ulimit -a查看

  • 打开core文件

    • ulimit -c unlimited

• 调试正在运行的程序

  • 

优化

• 关闭返回值优化

  • 返回值优化（Return Value Optimization，简称RVO）是一种编译器优化机制：
    当函数需要返回一个对象的时候，如果自己创建一个临时对象用户返回，那么这个临时对象会消耗一个构造函数（Constructor）的调用、一个复制构造函数的调用（Copy Constructor）以及一个析构函数（Destructor）的调用的代价。而如果稍微做一点优化，就可以将成本降低到一个构造函数的代价,这样就省去了一次拷贝构造函数的调用和依次析构函数的调用。

  • -fno-elide-constructors"

源码层次优化

机器码层次优化

gcc如何实现优化

三个等级

• 不优化
  • -o0
  • -o1
  • 日常系统设置为 -o2
  • -o3

makefile

• make是一个命令工具，它解释生成文件设置为中的指令。在生成文件文件中描述了整个工程所有文件的编译顺序、编译规则
• 

hello world

• 语法
• 

a:
     @echo  "hello world"

输出 hello world
@ 符号用于抑制命令的回显。如果不使用 @，make 会在执行命令之前先打印出命令本身

a:
     echo  "hello world"

输出
echo “hello world”
hello world

• make 默认编译选择的是第一个

  a:
    @echo  "hello world"
  
  b:
    @echo "hello b"
  

• make b 编译第二个

• 依赖

  a:b
    @echo  "hello world"
  
  b:
    @echo "hello b"
  
  c:
    @echo "hello c
  

  输出:
  hello b
  hello world

• 命令

	a:b
	  @echo  "hello world"
	  @ls ./
	  gcc main.cpp

• 一般我们在执行之前会删除以前生成的文件:make clean

a:
	@echo "11"
clean:
	rm -rf a.out

make常用选项

编译流程

calc:
  g++ add.cpp sub.cpp multi.cpp calc.cpp -o calc

• 上面这样写不好

  calc:add.o sub.o multi.o
    g++ add.o sub.o multi.o calc.cpp -o calc
  
  add.o:add.cpp
    g++ -c add.cpp -o add.o
  
  sub.o:sub.cpp
    g++ -c sub.cpp -o sub.o
  
  multi.o:multi.cpp
    g++ -c multi.cpp -o multi.o
  

  • 输入命令：make

  • 执行g++ -c add.cpp -o add.o
    g++ -c sub.cpp -o sub.o
    g++ -c multi.cpp -o multi.o
    g++ add.o sub.o multi.o calc.cpp -o calc

  • 当只是修改add.c时，输入make,执行

  • g++ -c add.cpp -o add.o
    g++ add.o sub.o multi.o calc.cpp -o calc

makefile中的变量

TARGET=calc
$(TARGET):add.o sub.o multi.o
        g++ add.o sub.o multi.o calc.cpp -o calc

TARGET=calc
OBJ=add.o sub.o multi.o
$(TARGET):$(OBJ)
        g++ add.o sub.o multi.o calc.cpp -o calc

add.o:add.cpp
        g++ -c $^ -o $@

sub.o:sub.cpp
        g++ -c $^ -o $@

multi.o:multi.cpp
        g++ -c $^ -o $@

• ?=条件赋值
  • ?= 操作符用于条件赋值。它的作用是：如果变量尚未被赋值，则给它赋一个默认值；如果变量已经有一个值，则保持不变

Makefile中的伪目标和模式匹配

伪目标

• 引入

  calc:add.o  multi.o
  	g++ add.o  multi.o calc.c -o calc
  	
  add.o:add.c
  	g++ -c add.c -o add.o
  	
  multi.o:multi.c
  	g++ -c multi.c -o multi.o
  clean:
  	rm -rf *.o *.exe
  

• 执行make clean删除文件.o和.exe
• 但是当所在目录中存在文件名为clean的文件时
  • make: 'clean' is up to date. 执行不了
• 加入

  .PHONY:clean
  calc:add.o  multi.o
  	g++ add.o  multi.o calc.c -o calc
  	
  add.o:add.c
  	g++ -c add.c -o add.o
  	
  multi.o:multi.c
  	g++ -c multi.c -o multi.o
  clean:
  	rm -rf *.o *.exe
  

模式匹配

.PHONY:clean
OBJ=add.o multi.o calc.o
TARGET=calc

$(TARGET):$(OBJ)
	$(CXX)  $^ -o  $@
add.o:add.c
	$(CXX) -c $^ -o $@
multi.o:multi.c
	$(CXX) -c $^ -o $@
calc.o:calc.c
	$(CXX) -c $^ -o $@

clean:
	rm -rf *.o *.exe

• 加入通配符之后

  .PHONY:clean
  OBJ=add.o multi.o calc.o
  TARGET=calc
  
  $(TARGET):$(OBJ)
  	$(CXX)  $^ -o  $@
  %.o:%.c
  	$(CXX) -c $^ -o $@
  
  clean:
  	rm -rf *.o *.exe
  

  

wildcard 与pastsubst

• 在 Makefile 中，wildcard 函数用于查找匹配给定模式的所有文件名。这对于自动收集源文件列表特别有用，这样就不必手动列出所有的文件。wildcard 函数返回一个空格分隔的字符串，其中包含所有匹配模式的文件名。
  • 
  • patsubst
  • 

makefile中编译动态链接库

动态链接库的名字:
SoTest.cc libSoTest.so

• 生成动态链接库: g++ -shared -fPIC .\SoTest.cc -o libSoTest.so 或者g++ -shared -fPIC .\SoTest.cpp -o libSoTest.dll 注意在windows下应该生成.dll

• 编译并生成共享库
  g++ -shared -fPIC SoTest.cpp -o libSoTest.so

• 编译并链接 test.cpp：
  g++ test.cpp -o test -L. -lSoTest
  

• 法1：

  • 假设你的 libSoTest.so 在当前目录下，你可以使用以下命令：

  	export LD_LIBRARY_PATH=.:$LD_LIBRARY_PATH
  	./test 
  

• makefile

  test:libSoTest.so
  	$(CXX) -lSoTest -L./ test.cpp -o test
  
  libSoTest.so:
  	$(CXX) -fPIC -shared SoTest.cpp -o libSoTest.so
  
  clen:
  	$(RM) *.so test
  
  

makefile中编译静态链接库

• 输出目标文件
  • g++ -c aTest.cc -o aTest.o
• 生成静态链接库
  • ar -r libaTest.a aTest.o
• g++ main.cpp -o main -L./static -laTest
• 以下编译不通过(注意-l和-L在后面)

  • g++ -laTest -L./static main.cpp -o main

  • 

  • 修改之后依然可以运行

  • 但是动态链接库修改了就不能运行

  • 

makefile的编写

libaTest:
	${CXX} -c aTest.cpp -o aTest.o
	${AR} -r libaTest aTest.o

clean:
	${RM} *.o *.a

• 简写

TARGET=main
LDFLAGS=-L./static
LIBS=-laTest

${TARGET}:
#	${CXX}  main.cpp -o main -laTest -L./static
	${CXX} main.cpp -o ${TARGET}

Makefile运行流程

静态库

• Linux 是.a.windos是.lib
  

动态库

• Linux 是.so.windos是.dll

CMake

爱编程的大丙