寫在前面：

上一篇博客， 我們學(xué)習(xí)了vim編輯工具，學(xué)會(huì)了怎么寫代碼，

這篇文章，我將分享代碼該怎么編譯的問題。

目錄

寫在前面：

1. gcc和g++介紹

2. gcc是如何編譯程序的

1. 預(yù)處理

2. 編譯

3. 匯編

4. 鏈接

3. gcc的選項(xiàng)介紹

4. 我們使用的函數(shù)是哪來的

5. 我們的.o文件和庫是如何鏈接的？

6. debug和release????????

寫在最后：

1. gcc和g++介紹

我們通過gcc和g++編譯代碼，gcc主要編譯C語言，g++則可以編譯C語言和C++，

gcc和g++的選項(xiàng)基本一致，所以我介紹gcc的選項(xiàng)，g++直接平替過去就行。

這里我們話不多說，直接演示一下：

比如說，我們寫了一段代碼：

我們可以用gcc來編譯一下：

我們發(fā)現(xiàn)，使用gcc編譯的時(shí)候，他會(huì)生成默認(rèn)叫做a.out的可執(zhí)行程序文件，

其實(shí)具體是什么名稱或者說后綴并不重要，能不能執(zhí)行，

只取決于他有沒有可執(zhí)行權(quán)限，我們在權(quán)限那篇文章已經(jīng)講過了。

當(dāng)然我們也可以寫C++代碼，C++的后綴名有不少，

可以用.cpp，不過我更習(xí)慣用.cc作為我的后綴名：

比如說我現(xiàn)在寫了一段C++代碼，用g++編譯一下：

編譯的使用，默認(rèn)形成的可執(zhí)行程序也是a.out。

補(bǔ)充：

g++是可以直接編譯C語言的，他就直接按照C語言的形式編譯。

2. gcc是如何編譯程序的

1. 預(yù)處理

預(yù)處理主要干這幾件事：

a. 去注釋

b. 頭文件展開

c. 條件編譯

d. 宏替換

這是我們文件先在包含的一段代碼，存在注釋，頭文件，條件編譯和宏替換。

?我們需要使用gcc的一個(gè)選項(xiàng)：-E

以及一個(gè)選項(xiàng) -o 指定我們形成的文件的名字。

對這段程序進(jìn)行預(yù)處理操作：

我們成功形成了文件，打開看看：

我們可以看到，左邊的使我們的源代碼，右邊是預(yù)處理之后的程序，

可以看到，預(yù)處理該干的事情都干了：

?這個(gè)就是預(yù)處理的過程，我們學(xué)習(xí)C語言的階段應(yīng)該是學(xué)習(xí)過了。

補(bǔ)充內(nèi)容：

我們?yōu)槭裁茨茉赪indows或者說Linux下進(jìn)行C/C++或者其他形式的開發(fā)呢？

我們系統(tǒng)中一定要提前或者后續(xù)安裝上，C/C++開發(fā)相關(guān)的頭文件，庫文件。

C/C++開發(fā)環(huán)境不僅僅指的是vs，gcc，g++，更重要的是語言本身的頭文件和庫文件。

所以Linux是提前給我們裝好的C/C++的頭文件，

那么在哪里呢？

?這個(gè)路徑就是gcc，g++在Linux下默認(rèn)搜索頭文件的時(shí)候，搜索的路徑。

我們能在這里找到我們常用的頭文件。

我們可以vim一下進(jìn)入stdio.h文件里面看看：

總共就是九百多行，我們剛剛展開的頭文件，也是差不多這個(gè)行數(shù)。

其實(shí)他就是把這一段拷貝到了我們的源文件當(dāng)中。

所以我們在下載所謂的VS2019這些編譯器，選擇開發(fā)包的時(shí)候，

就是在同步下載C/C++對應(yīng)的頭文件和庫文件。?

?補(bǔ)充內(nèi)容：

gcc是支持對文件進(jìn)行文本級內(nèi)容修改的，

比如說：?

我們編譯的時(shí)候，定義一個(gè)RUN的宏：

?這個(gè)宏確實(shí)是定義進(jìn)去了。

2. 編譯

編譯形成匯編代碼：

這些其實(shí)就是匯編代碼。?

3. 匯編

再將匯編代碼轉(zhuǎn)成機(jī)器可以識別的形式，

說人話就是形成二進(jìn)制：

我們就能看到這些意義不明的二進(jìn)制亂碼了。

當(dāng)然，我們也可以用一些二進(jìn)制查看工具：

?可以查看一下二進(jìn)制的內(nèi)容：

4. 鏈接

最后我們就完成了：

獲得了可執(zhí)行程序。?

3. gcc的選項(xiàng)介紹

-o 選項(xiàng)，

我們剛剛已經(jīng)對-o 選項(xiàng)有了一個(gè)基本的了解，

實(shí)際上，他形成的自定義的文件名我們是可以隨便修改的。

這里我就不舉例子了，我命名的是mytest ，你們想叫什么都行。

只要在-o 后面跟上我們的可執(zhí)行程序即可。

那么，

我們對程序進(jìn)行預(yù)處理的時(shí)候，使用的 -E 選項(xiàng)是什么意思呢？

作用：告訴gcc，從現(xiàn)在開始進(jìn)行程序的翻譯，將預(yù)處理工作做完后就不要往后走了。

那 -S 的選項(xiàng)又是什么意思呢？

從現(xiàn)在開始進(jìn)行程序的翻譯，將編譯工作做完就停下來。

那 -c 的選項(xiàng)是什么呢？以此類推：

從現(xiàn)在開始進(jìn)行程序的翻譯，將匯編工作做完就停下來。

而匯編形成的test.o文件，又稱為可重定位目標(biāo)二進(jìn)制文件，簡稱目標(biāo)文件。

（其實(shí)Windows下的.obj文件就是目標(biāo)文件）

而這個(gè)文件是不能獨(dú)立執(zhí)行的，需要通過鏈接才能執(zhí)行。

最后進(jìn)行g(shù)cc鏈接，

其實(shí)就是將可重定位目標(biāo)二進(jìn)制文件，和庫進(jìn)行鏈接形成可執(zhí)行程序。

他們的選項(xiàng)：-E -S -c ，如果你記不住的話，可以看看鍵盤左上角的ESC鍵（記得c是小寫就行）

4. 我們使用的函數(shù)是哪來的

比如說這段代碼里的printf函數(shù)：

我們想要調(diào)用一個(gè)函數(shù)，我們使用函數(shù)名來調(diào)用，

我們需要看到函數(shù)的聲明，printf這個(gè)函數(shù)的聲明在stdio.h這個(gè)頭文件里面，

那他的定義呢？或者說這個(gè)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)呢？是誰給我們提供的？

實(shí)際上是有一個(gè)庫來給我們提供方法的實(shí)現(xiàn)。

這里用的是C語言，所以其實(shí)就是C語言的標(biāo)準(zhǔn)庫來提供實(shí)現(xiàn)。

我們通過這個(gè) 路徑就能找到這個(gè)C語言標(biāo)準(zhǔn)庫，

所以C語言標(biāo)準(zhǔn)庫本質(zhì)上其實(shí)就是一個(gè)文件。

而在Linux下，.so結(jié)尾的是動(dòng)態(tài)庫，.a結(jié)尾的是靜態(tài)庫。

而在Windows下：.dll后綴是動(dòng)態(tài)庫，.lib后綴是靜態(tài)庫。

一般來說，庫是有自己的命名規(guī)則的：libname.so.xxx，

所以上面的libc，c就是名字，.6是他的版本。

方法的實(shí)現(xiàn)就是在庫當(dāng)中的，

庫其實(shí)就是把源文件，經(jīng)過一定的編譯（翻譯），然后打包，只給你一個(gè)文件即可。

總結(jié)：

頭文件提供方法的聲明，庫文件提供方法的實(shí)現(xiàn) + 你的代碼 = 你的軟件。

（不用我們重復(fù)造輪子，站在巨人的肩膀上）

5. 我們的.o文件和庫是如何鏈接的？

有兩種方法：

1. 動(dòng)態(tài)鏈接

2. 靜態(tài)鏈接

先說動(dòng)態(tài)庫，

動(dòng)態(tài)庫也叫做共享庫，是多個(gè)程序共享的一個(gè)庫，他們是構(gòu)建了一種鏈接的關(guān)系。

比如說我們上面剛剛演示的那個(gè)C語言的庫，如果我們把它刪了，

那我們的這個(gè)可執(zhí)行程序就無法執(zhí)行：

我們用C語言寫的可執(zhí)行程序，默認(rèn)調(diào)用的都是動(dòng)態(tài)庫，就都沒辦法執(zhí)行了。

再來說靜態(tài)庫，

在使用靜態(tài)庫的時(shí)候，實(shí)際上是把靜態(tài)庫的內(nèi)容也拷進(jìn)了程序里面，

這樣使用的時(shí)候就不需要通過鏈接去找?guī)熨Y源，以后也就不用依賴靜態(tài)庫了，

而是可以自己使用了。

現(xiàn)在我們寫代碼驗(yàn)證一下：

?這是我們之前直接用gcc編譯出來的可執(zhí)行程序，

可以看出：

在Linux中，編譯形成的可執(zhí)行程序，默認(rèn)采用的就是動(dòng)態(tài)鏈接 -- 要求系統(tǒng)提供動(dòng)態(tài)庫

我們使用：gcc test.cc -o mytest_static -static

使用靜態(tài)鏈接編譯一個(gè)程序，

?可以看見他沒有動(dòng)態(tài)鏈接，

我們通過 ll 查看更多信息：

可以明顯看出靜態(tài)鏈接的可執(zhí)行程序體積變大了，

在Linux中，如果要按照靜態(tài)鏈接的方式，形成可執(zhí)行程序，需要添加-static選項(xiàng)，

也就是系統(tǒng)需要提供靜態(tài)庫才能使用。

不過我們Linux下默認(rèn)只裝了動(dòng)態(tài)庫，靜態(tài)庫需要自己安裝。

輸入：sudo yum install -y glibc-static

就能直接安裝C語言的靜態(tài)庫。

輸入：sudo yum install -y libstdc++-static

就能直接安裝C++的靜態(tài)庫。

補(bǔ)充：

1. 如果我們沒有靜態(tài)庫，能不能使用-static進(jìn)行編譯呢？不能

2. 如果我們沒有動(dòng)態(tài)庫，但是有靜態(tài)庫，能不能直接gcc？能

gcc默認(rèn)優(yōu)先動(dòng)態(tài)庫，如果沒有動(dòng)態(tài)庫也會(huì)用靜態(tài)庫編譯，-static的本質(zhì)：改變優(yōu)先級

3. 其實(shí)我們使用的這些庫，不一定是純的全部動(dòng)態(tài)或者靜態(tài)鏈接，是混合的。?

總結(jié)：

動(dòng)靜態(tài)庫的優(yōu)缺點(diǎn)：

動(dòng)態(tài)庫是共享庫，有效的節(jié)省資源（磁盤空間，內(nèi)存空間，網(wǎng)絡(luò)空間等）

靜態(tài)庫，不依賴庫，程序可以獨(dú)立運(yùn)行，但是體積大，比較消耗資源。

6. debug和release????????

debug版本是我們平時(shí)寫的版本，release版本是上線版本，

而debug版本可以被追蹤調(diào)試

那debug為啥能被調(diào)試呢？

因?yàn)樵谛纬煽蓤?zhí)行程序的時(shí)候，添加了debug信息。

我們可以在使用gcc的時(shí)候加入 -g 選項(xiàng)添加調(diào)試信息：

gcc test.cc -o mytest_debug -g

?可以看見他的可執(zhí)行程序也變大了一點(diǎn)點(diǎn)，

其實(shí)就是里面添加了調(diào)試信息。

這里再介紹一個(gè)指令來查看我們可執(zhí)行程序二進(jìn)制的構(gòu)成，

來觀察我們往里面添加的調(diào)試信息：

我們輸入：

readelf -S mytest | grep -i debug

查看mytest的調(diào)試信息，可以觀察到是啥都沒有的，

而輸入：

readelf -S mytest_debug | grep -i debug

我們可以直觀的看到這些調(diào)試信息。?

寫在最后：

以上就是本篇文章的內(nèi)容了，感謝你的閱讀。

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