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文章封面來自：藝術(shù)家–賢海林
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1. 前言

在之前已經(jīng)分享了 【Linux】vim的使用，這次來看看在云服務(wù)器上的編譯器gcc。

2. 初見gcc和g++

我們先寫一段簡單的代碼：

  #include<stdio.h>
  
  int main()
   {
    for(int i=0;i<10;i++)
     {
      printf("hello: %d\n",i);
     }
     return 0;
 
  }

當(dāng)我們進(jìn)行編譯的時候：

發(fā)現(xiàn)根本就編譯不了。

這個是因為編譯器版本的問題：
查看編譯器的版本：gcc -v

版本不是最新的，不支持在for里面定義變量。

如果想要支持，那么得加上這個命令：

gcc test.c -std=c99

此時就編過了。


在用gcc時候有一個選項-o，后面接一個名稱，就是把編譯的可執(zhí)行程序再起一個名字：

gcc test.c -o my.exe -std=c99

-o也可以放在前面，但是-o緊跟的就是修改的文件名

gcc -o you.exe test.c -std=c99

在Linux中以.cpp和.cc結(jié)尾的都是c++代碼

寫一個簡單的C++代碼：

#include<iostream>

using namespace std;

int main()
{
  for(int i=0;i<10;i++)
  {
    cout<<"hello linux"<<i<<endl;
  }
  return 0;
}

在這里編譯這個C++代碼

gcc test.cc

就直接報錯了

所以gcc不能用來編譯c++代碼。
因為gcc是用來編譯C語言的，所以它不認(rèn)識c++的語法。

所以編譯c++代碼得用g++：

g++ test.cc

如果想讓編譯c++代碼時支持更高的特性，可以加上-std=c++11

g++ test.cc -std=c++11

總之：
在編譯C語言時候可以帶上：std=c99；
在編譯C++代碼時可以帶上：std=c++11.

那么g++能不能編譯C語言的代碼呢？

g++ test.c

是可以的。

這個也和我們認(rèn)知是一樣的，c++兼容c。
所以g++既能編譯c++，又能編譯C語言。

如果想要編譯一個指定名稱的c++程序，怎么寫呢？
同gcc一樣，加上-o選項，-o后面緊跟著指定的名稱：

g++ -o my.exe test.cc

當(dāng)然-o可以放在前面，也可以放在后面,和gcc的一樣。

g++ test.cc -o you.exe

同樣c++代碼的后綴還有.cpp。
將test.cc先改名為test.cpp：

mv test.cc test.cpp

然后編譯test.cpp，再指向a.out

C++代碼后綴除了.cc和.cpp之外，還有一個.cxx

來直接編譯一下：

g++ test.cxx -o my.exe

那么將后綴改為.txt能行嗎？

 mv test.cxx test.txt

這里是不行的，Linux是不關(guān)心文件后綴的，但是編譯器是關(guān)系。這里編譯器就是把.txt當(dāng)成文本文件了。

在之后的博客中都統(tǒng)一將C++后綴為.cc，因為最簡單。

想知道自己對應(yīng)的g++是哪個版本的，就直接用命令：

g++ --version

如果沒有g(shù)++怎么安裝呢？
可以直接在網(wǎng)上搜索，就會出來了
安裝命令就是：

sudo yum install -y gcc-c++

能直接將gcc-c++的標(biāo)準(zhǔn)庫給裝上了。
裝好了，就能直接查看版本：

g++ --version

3. 程序的翻譯過程

程序的翻譯過程：預(yù)處理 編譯 匯編 鏈接

先寫一個簡單的代碼，想看見每個階段的編譯結(jié)果

  1 #include<stdio.h>
  2 #define M 100
  3 
  4 int main()
  5 {
  6     for(int i=0;i<10;i++)
  7      {
  8       printf("hello: %d\n,M:%d",i,M);
  9      }
 10     printf("hello gcc\n");
 11     //printf("hello gcc\n");
 12     //printf("hello gcc\n");
 13     //printf("hello gcc\n");
 14     //printf("hello gcc\n");
 15     //printf("hello gcc\n");
 16     //printf("hello gcc\n");
 17     //printf("hello gcc\n");
 18     //printf("hello gcc\n");
 19     //printf("hello gcc\n");
 20     //printf("hello gcc\n");
 21      return 0;
 22 
 23 }

3.1 預(yù)處理

預(yù)處理：要做的是宏替換，去注釋，頭文件展開，條件編譯。

3.1.1 宏替換 去注釋 頭文件展開

-E 就是從現(xiàn)在開始進(jìn)行程序的翻譯，預(yù)處理完成，就停下。

gcc -E test.c -o test.i

進(jìn)入test.i

保存的就是-E后的結(jié)果

將test.c打開，對比發(fā)現(xiàn)test.i有800多行，是怎么來的？
是從test.c的頭文件 #include<stdio.h>來的。

用來查看C語言標(biāo)準(zhǔn)的頭文件庫：

ls /usr/include/

打開stdio.h發(fā)現(xiàn)有很多函數(shù)聲明

vim /usr/include/stdio.h

再打開test.i

vim test.i

對比一下代碼，發(fā)現(xiàn)宏已經(jīng)替換了，而且注釋了的代碼也不在。

3.1.2 條件編譯

先寫一個代碼在proj.c中：

  1 #include<stdio.h>
  2 int main()
  3 {
  4 #ifdef V1
  5   printf("功能1\n");
  6
  7 #elif V2
  8   printf("功能1\n");
  9   printf("功能2\n");
 10   printf("功能3\n");
 11
 12 #else
 13   printf("功能1\n");
 14   printf("功能2\n");
 15   printf("功能3\n");
 16   printf("功能4\n");
 17   printf("功能5\n");
 18   printf("功能6\n");
 19 #endif
 20
 21   return 0;
 22 }
~

在編譯之后打開proj.i

然后用宏定義將V1 定為1：#define V1 1

然后直接編譯：

gcc proj.c

發(fā)現(xiàn)結(jié)果只剩下功能1了。

就行打開proj.c，將#define V1 1 改為#define V2 1

編譯運(yùn)行后：

同樣將v2改為v3.

這個就叫做條件編譯，可以根據(jù)用戶指明的條件，實現(xiàn)代碼的動態(tài)裁剪。

在現(xiàn)實中，可以在軟件維護(hù)一份代碼，用條件編譯的方式，來進(jìn)行代碼的裁剪，這樣就能定制出各種功能的代碼。

把宏刪除。

用-D加上要宏定義的對象和值，再加上宏定義的文件，就可以直接對代碼進(jìn)行宏定義，更方便對代碼進(jìn)行裁剪

gcc -DV1=1 proj.c

也可以裁剪其他的選項。

3.2 編譯

編譯：將C語言變成匯編語言。

-S：從現(xiàn)在開始進(jìn)行程序的編譯，編譯完成就停下來。

如果想要重新做一遍前面的預(yù)處理再到編譯，那么就用.c文件

gcc -S test.c -o test.s

如果想要從預(yù)處理階段直接編譯就用.i:

gcc -S test.i -o test.s

這里發(fā)現(xiàn)報錯，是因為版本的原因

加上它提示的-std=c99就可以了：

gcc -S test.i -o test.s -std=c99

進(jìn)入test.s看看

vim test.s

發(fā)現(xiàn)里面是匯編語言。

3.3 匯編

匯編：將匯編語言翻譯為二進(jìn)制目標(biāo)文件，這種二進(jìn)制是沒有辦法指向的，還差一個鏈接。

-c：從現(xiàn)在開始進(jìn)行程序的匯編，匯編完成就停下來。

gcc -c test.s -o test.o

這里的后綴.o，就是.obj，打開之前用vs寫的程序，發(fā)現(xiàn)同樣有。這個文件叫可重定位目標(biāo)文件，不能直接執(zhí)行，形成exe想要用到它。

打開這個test.o文件：

vim test.o

發(fā)現(xiàn)里面形成亂碼：

發(fā)現(xiàn)已經(jīng)是二進(jìn)制文件了：

 file test.o

那么能不能直接運(yùn)行呢？
發(fā)現(xiàn)是不行的。

那么給它加上可執(zhí)行的權(quán)限：
發(fā)現(xiàn)還是不能運(yùn)行

一個文件能不能被指向，不止取決于它的權(quán)限，還要本身就是可執(zhí)行程序。

得明白二進(jìn)制目標(biāo)文件是一個臨時文件，是不能夠執(zhí)行的。

3.4 鏈接

鏈接：將二進(jìn)制目標(biāo)文件形成可執(zhí)行程序。

直接：

gcc test.o

就形成可執(zhí)行的目標(biāo)文件了r

當(dāng)然可以加-o帶上形成的程序名：

gcc test.o -o my.exe

就能直接執(zhí)行。

為了方便記憶這些選項，觀察一下可以發(fā)現(xiàn)它們連在一起就是：-ESc，只是E和S要大寫。
后綴就是-iso，就像鏡像文件。

4. 鏈接

鏈接是什么呢？
鏈接是我嗎程序和庫結(jié)合的過程。
語言一定有自己的標(biāo)準(zhǔn)庫，就像c中有c99標(biāo)準(zhǔn)，要保證跨平臺性。

ldd后面接可執(zhí)行程序就會顯示它的動靜態(tài)庫

ldd my.exe

最重要的就是：

查看鏈接到的庫

 ls /lib64/libc.so.6 -l

這里就是c標(biāo)準(zhǔn)庫。

我們可以看看這個庫的大?。?/p>

ls /lib64/libc-2.17.so -l

一般進(jìn)行鏈接時是把程序和這個庫鏈接形成一個可執(zhí)行的程序。
這個庫里面在不是庫之前，是C語言標(biāo)準(zhǔn)庫的源代碼，像printf和各種方法，進(jìn)行打包形成這個庫。這個庫的安全性是很高的。

怎么知道庫里面有哪些文件？
會有一批對應(yīng)的頭文件，這個頭文件相當(dāng)于一個方法說明。
所以安裝開發(fā)環(huán)境是：安裝C標(biāo)準(zhǔn)庫和C頭文件

庫分為動態(tài)庫和靜態(tài)庫。在Linux里面有，同樣在windows里面也有。

在在Linux中庫的真正的名字是把前綴lib去掉，去掉“.”后面的后綴。
所以這個就是c標(biāo)準(zhǔn)庫。


因為Linux存在這兩種庫，就決定了，在鏈接時，有兩種方式：動態(tài)鏈接和靜態(tài)鏈接。

4.1 動態(tài)鏈接

舉個例子：就像在學(xué)校旁邊有個網(wǎng)吧，一個學(xué)長（相當(dāng)于編譯器）告訴了小明這個網(wǎng)吧的地址，（就相當(dāng)于有了目標(biāo)庫的地址）這個地址就是，這個過程就是動態(tài)鏈接。

小明在這個網(wǎng)吧（就相當(dāng)于動態(tài)庫）的9號機(jī)（相當(dāng)于庫里面的一個方法，printf），當(dāng)小明在學(xué)校里面作業(yè)（程序執(zhí)行的代碼）想要用到電腦，去了網(wǎng)吧（跳轉(zhuǎn)到庫）的9號機(jī)（想要的方法），用完之后回學(xué)校（返回程序），這個過程就是一次動態(tài)運(yùn)行的過程。

在網(wǎng)吧被派出所查封以后，這個網(wǎng)吧就不能進(jìn)了。也就是說動態(tài)鏈接依賴動態(tài)庫，一旦動態(tài)庫缺失，所有靜態(tài)鏈接，這個庫的程序，都無法執(zhí)行了。

c動態(tài)庫，是默認(rèn)提供的
gcc默認(rèn)形成可執(zhí)行程序，默認(rèn)采用動態(tài)鏈接。

查看文件類型：

file my.exe

使用的是動態(tài)庫鏈接：

動態(tài)庫和動態(tài)鏈接的優(yōu)缺點：

1. 不能丟失
2. 節(jié)約資源

重新創(chuàng)建一個文件夾，把test.c移動到里面，然后執(zhí)行。

默認(rèn)采用動態(tài)鏈接

4.2 靜態(tài)鏈接

接上個例子：小明在買了網(wǎng)吧9號機(jī)器（庫的方法），這樣每次上網(wǎng)（執(zhí)行程序）都能用，不需要這個網(wǎng)吧了，每次執(zhí)行程序就拷貝到自己的電腦上，這個過程叫靜態(tài)鏈接。這個網(wǎng)吧賣電腦就是靜態(tài)庫。

靜態(tài)鏈接就是：在編譯的時候，把庫中的方法，拷貝到自己的可執(zhí)行程序中。

靜態(tài)庫和靜態(tài)鏈接的優(yōu)缺點：

1. 一旦形成，與庫無關(guān)
2. 浪費(fèi)資源

形成靜態(tài)鏈接：

gcc -o mytest-static test.c -static -

發(fā)現(xiàn)報錯了:

這個是因為在默認(rèn)情況下，一般靜態(tài)庫都是默認(rèn)沒有安裝的。

安裝命令是：

 sudo yum install -y glibc-static libstdc++-static

然后再執(zhí)行：

再ldd看看：

ldd mytest-static

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