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🎪 Linux编译器gcc、g++

我们这以gcc为例，g++编译器指令跟gcc基本一样。

🚀1. 程序的编译

我们知道可以直接用以下命令来编译c文件

命令：gcc [选项] [文件名]
功能：编译形成可执行文件

• -o 对形成的可执行文件指定名字

程序的编译形成可执行程序要经历四个阶段，预处理、编译、汇编、链接

我们这里以文件myfile.c为例

⭐1.1 预处理

• 预处理功能主要包括宏定义,文件包含,条件编译,去注释等。
• 预处理指令是以#号开头的代码行
• 选项“-E”,该选项的作用是让 gcc 在预处理结束后停止编译过程

命令：gcc -E myfile.c -o myfile.i

• 头文件展开：
  
• 宏替换与去注释
  

⭐1.2 编译

• 在这个阶段中,gcc 首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等,以确定代码的实际要做的工作,在检查无误后,gcc 把代码翻译成汇编语言。
• 用户可以使用“-S”选项来进行查看,该选项只进行编译而不进行汇编,生成汇编代码

命令：gcc -S myfile.i -o myfile.s

⭐1.3 汇编

• 汇编阶段是把编译阶段生成的“.s”文件转成可重定位目标二进制文件(不可执行)
• 读者在此可使用选项“-c”就可看到汇编代码已转化为“.o”的二进制目标代码了

命令：gcc -c myfile.s -o myfile.o

⭐1.4 链接

• 在成功编译之后,就进入了链接阶段，将我们自己形成的.obj文件和库文件合并，形成可执行文件

命令：gcc myfile.o -o myfile

快速记忆：预处理，编译，汇编

指令选项— ESc：我们键盘上的esc键，
文件后缀— .iso：系统镜像文件

有关与程序预处理的更详细的还可以看这篇博客：程序环境与预处理

⭐1.5 gcc/g++常用指令

• -E 只激活预处理,这个不生成文件,你需要把它重定向到一个输出文件里面
• -S 编译到汇编语言不进行汇编和链接
• -c 编译到目标代码
• -o 文件输出到 文件
• -static 此选项对生成的文件采用静态链接
• -g 生成调试信息。GNU 调试器可利用该信息。
• -shared 此选项将尽量使用动态库，所以生成文件比较小，但是需要系统由动态库.
• -O0
• -O1
• -O2
• -O3 编译器的优化选项的4个级别，-O0表示没有优化,-O1为缺省值，-O3优化级别最高
• -w 不生成任何警告信息。
• -Wall 生成所有警告信息

🚀2. 函数库

我们在上述实验的过程中发现一个问题：我们的C程序中，并没有定义“printf”的函数实现,且在预编译中包含的“stdio.h”中也只有该函数的声明,而没有定义函数的实现,那么,是在哪里实“printf”函数的呢?

其实，系统把这些函数实现都被做到名为 libc.so.6 的库文件中去了,在没有特别指定时,gcc 会到系统默认的搜索路径“/usr/lib”下进行查找,也就是链接到 libc.so.6 库函数中去,这样就能实现函数“printf”了,而这也就是链接的作用

ldd命令用来打印或者查看程序运行所需的共享库（访问共享对象依赖关系），常用来解决程序因缺少某个库文件而不能运行的一些问题，我们可以用这个查看库

关于ldd命令的详细介绍：Linux: ldd命令

我们为什么能在Linux下进行c语言，c++语言的编写，那是因为Linux系统已经默认携带了语言级别的头文件以及语言对应的库，函数一般分为动态库和静态库

⭐2.1 静态库

静态库是指编译链接时,把库文件的代码全部拷贝到可执行文件中,因此生成的文件比较大,但在运行时也就不再需要库文件了。其后缀名一般为“.a”

⭐2.2 动态库

动态库与之相反,在编译链接时并没有把库文件的代码加入到可执行文件中,而是在程序执行时由运行时链接文件加载库,这样可以节省系统的开销。动态库一般后缀名为“.so”,如前面所述的 libc.so.6 就是动态库。gcc 在编译时默认使用动态库

gcc默认生成的可执行文件默认是动态链接的

⭐2.3 动静态库对比

1. 链接方式

• 静态链接：找到静态库，拷贝静态库中所需要的代码进自己的可执行程序中
• 动态链接：找到动态库，拷贝动态库中所需要代码的地址到自己的可执行程序中相关的位置

2. 运行过程

• 静态链接：可以脱离静态库独立运行
• 动态链接：一旦脱离了动态库就无法运行

3. 文件大小

• 静态链接：由于是直接拷贝(有多少个函数就要拷贝多少次)，文件比较大，通常是动态链接生成文件的好几十倍甚至上千倍
• 动态链接：由于是大家共享方法，所以真正的实现永远是在库中，所以比较节省空间