编译一个.cpp文件的过程

最新推荐文章于 2025-03-20 15:30:14 发布

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#c++ #visual studio #开发语言

本文详细介绍了C++程序从源代码到可执行文件的编译过程，包括预处理、编译、汇编和链接四个阶段。在预处理阶段，头文件内容被插入源代码；编译阶段进行词法、语法和语义分析；汇编阶段将汇编程序转化为机器指令；链接阶段将目标文件与库文件合并，生成最终的可执行文件。

图片来自bilibili 传送门

首先我们来看helloworld.cpp文件的内容

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	cout << "hello world!" <<endl;
	return 0;
}

接下来，通过一条简单的命令即可完成对源代码的编译，生成可执行程序helloworld

gcc -o helloworld helloworld.cpp

通过这条命令，编译器gcc就会将一个文本文件编译成了一个可执行的文件。虽然是一条命令，但是这个过程分为四个阶段，分别为预处理、编译、汇编以及链接。
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预处理

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预处理器会根据以#开头的代码，来修改原始程序。例如helloworld程序中引入了头文件 iosream ，预处理器会读取该头文件中的内容，将其中的内容直接插入到源程序中，结果就得到了另外一个 cpp 程序，这个经过预处理器处理后得到的文件通常以 .i 结尾，说白了就是， helloworld.cpp 经过预处理器后得到 helloworld.i，这个helloworld.i仍旧是一个文本文件。

编译

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我们的程序经常会在编译期间报错对不对，所以编译期间编译器会对我们的程序进行词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成以及优化等等一系列的中间操作，生成helloworld.s文件。

汇编

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汇编阶段汇编器根据指令集将汇编程序helloworld.s翻译成机器指令,并且把这一系列的机器指令按照固定的规则进行打包，得到可重定位目标文件 helloworld.o.

链接

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连接阶段也是程序在运行之前出错的重灾区，在 helloworld 这个程序中，我们调用了cout函数，这个函数是c++标准库中的一个函数，这个cout函数在是在名为 cout.o 一个提前编译好的目标文件，链接器将helloworld.o 和cout.o 进行合并，当然这个合并是要遵循一定规则的。正是因为链接器要对helloworld.o 和cout.o 的进行调整，所以 helloworld.o 才会被称之为可重定位目标文件。最终经过链接阶段可以得到可执行目标文件helloworld。