C++编译、连接

朱雀 2021-05-12 11:55 564阅读 0赞

Windows中我们常用vs来编译编写好的C和C++代码，vs把编辑器，编译器和调试器等工具都集成在这一款工具中。linux下，通常我们使用vim编辑器，然后用gcc和g++编译、链接生成可执行程序。

我们很难说 C++ 拥有独立的编译器，例如 Windows 下的微软编译器（cl.exe）、Linux 下的 GCC 编译器、Mac 下的 Clang 编译器（已经是 Xcode 默认编译器，雄心勃勃，立志超越 GCC），它们都同时支持C语言和 C++，统称为 C/C++ 编译器。对于C语言代码，它们按照C语言的方式来编译；对于 C++ 代码，就按照 C++ 的方式编译。

1、我们先看一下C++源代码到可执行文件过程：

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1）预处理：

经过预处理，会产生一个没有宏定义，没有条件编译指令，没有特殊符号的输出文件，这个文件的含义同原本的文件无异，只是内容上有所不同。

1.  处理\#define宏指令，进行宏展开、替换；
2.  处理\#if... 条件编译指令，将不必要的代码过滤；
3.  处理\#include预编译指令，包含头文件；
4.  删除注释；
5.  添加行号，为了调试；

2）编译：

1.  语法分析；
2.  词法分析；
3.  生成相应的汇编代码；

3）汇编：

将汇编代码转换成相应的机器语言，即：目标文件；

4）链接：

通过调用链接器来链接程序运行需要的一大堆目标文件，以及所依赖的其他库文件，最后形成可执行文件。

**2、gcc和g++命令：**

熟悉C++的人应该都知道，C++是C语言的超集，编写C/C++代码的时候，有人用gcc，也有人用g++，我们先来看看gcc和g++是否都能编译C++和C代码：

1）对于C文件：

gcc和g++所做的事情确实是一样的，g++在编译C文件时调用了gcc。

2）对于cpp文件：

对于下面的test.cpp：

#include <iostream>
    using namespace std;
    int main()
    {
      cout<<"hello c++"<<endl;
      return 0;
    }

预处理、汇编gcc和g++都是可以的；但是编译、链接gcc会报错，原因是代码中\#include <iostream>是C++的标准库，g++使用C++的标准库将目标文件和 libstdc++ 库中的函数链接得到可执行文件，而gcc使用的是C的标准库，所以会报错。知道了这些，通过遵循源码的命名规范并指定对应库的名字，用 gcc 来编译链接 C++ 程序是可行的，如下例所示：gcc命令编译、连接：

gcc test.cpp -lstdc++ -o helloworld

通过选项 -l(小写L) 指定C++的动态库名，根据默认规则：前缀 lib 和后缀 .a 拼接成libstdc++.a。

总结：

gcc和g++的区别主要是在对cpp文件的编译和链接过程中，因为cpp和c文件中库文件的命名方式不同，所以gcc无法直接编译、连接C++程序。那为什么g++既可以编译C又可以编译C++呢，这是因为g++在内部做了处理，默认编译C++程序，但如果遇到C程序，它会直接调用gcc去编译。

** 3、用g++ 进行编译步骤详解：**

1）预处理 -E    (源文件->预处理文件)

g++   -E   hello.cpp   -o  hello.i

\-o 选项指定生成的文件，这一步若不指定，则会在终端输出预编译后的文件，后面几步的-o  也是同理，就是指生成指定文件。

2）编译 -S      (大写，预处理文件->汇编语言文件)

g++   -S  hello.ii   或者 g++  -S  hello.cpp

默认生成hello.s

3）汇编 -c    (汇编语言文件->可重定向的目标文件)

g++  -c   hello.s 或者 g++  -c  hello.cpp

默认生成 hello.o  目标文件，为二进制形式

4）链接    多个.o文件->可执行文件

比如有1.cpp，2.cpp
    g++ -c  2.cpp     //生成2.o
    g++ -c  1.cpp     //生成1.o
    g++  1.o   2.o    -o   hello.out    //直接1.o 跟上2.o（空格隔开），-o指定为hello，默认为a.out
    或者
    g++  1.cpp   2.cpp  -o  hello.out  
    g++   *.o    -o   hello.out 
    g++   *.cpp   -o  hello.out

**4、g++命令：**

4.1）编译、连接带有头文件、多个源文件的程序：

1）当我们只编译一个main.cpp文件时，直接输入：

g++ main.cpp -o main

2）多个源文件

c/c++都是分别编译的，所以多个源文件可以分别编译，然后再一起连接。例如：

g++ common.cpp main.cpp -o main

3）当我们需要编译一个头文件和一个源文件如：common.h和main.cpp文件时：

3.1）假设common.h与main.cpp在同一文件夹下：

main.cpp中使用\#include "common.cpp"引入，那么可以直接编译：

g++ main.cpp -I ./ -o main 或 g++ main.cpp -o main

3.2）假设common.h在/home/user/include文件夹下：

A、main.cpp使用绝对路径或者相对路径引入(\#include "/home/user/include/common.h")，然后使用下面命令编译：

g++ main.cpp -o main

B、main.cpp中使用\#include "common.cpp"引入，在直接编译的时候用-I 指明路径（绝对路径或者相对路径）：

g++ main.cpp -I /home/user/include/ -o main

总结：可以通过g++ -I参数指定头文件位置，也可以在源文件中指定头文件路径。

注：使用g++命令编译链接时，后面不用跟头文件，因为头文件会在编译时直接展开在源文件中。

4.2）带有第三方库

1）编译链接的时候需要使用如下参数指定：

*  \-L：指定库文件路径；
 *  \-l：指定库文件名字（根据默认的规则：前缀lib，后缀.a/so）；
 *  \-I：（大小i）指定头文件（include）路径；

2）运行的时候：

*  需要配置LIBRARY\_PATH、LD\_LIBRARY\_PATH环境变量，
 *  或者在/etc/ld.so.conf文件中指定库文件路径（或者将库文件放到默认的库文件路径/lib、/usr/lib...），然后执行ldconfig刷新/etc/ld.so.cache；

4.3）调试

想要调试，我们需要生成具有调试信息可执行文件。在编译时要加一个编译器参数（-g）来添加调试信息。然后在使用gdb工具调试。

4.4）其他gcc/g++参数选项

*  \-shared ：指定生成动态链接库。
 *  \-fPIC ：产生位置无关的代码，当产生共享库的时候（动态库），应该创建位置无关的代码，这会让共享库使用任意的地址而不是固定的地址。
 *  \-static ：指定生成静态链接库。
 *  \-L：指定要连接的库所在的目录。
 *  \-l：指定链接时需要的库名（动态/静态），编译器查找连接库时有隐含的命名规则：即在给出的名字前面加上lib，后面加上.a/.so来确定库的名称。
 *  \-I：（大写i）指定头文件的文件夹。
 *  \-Wall ：生成所有警告信息。
 *  \-ggdb ：此选项将尽可能的生成gdb的可以使用的调试信息。
 *  \-g ：编译器在编译的时候产生调试信息。
 *  \-o：指定执行文件的名字；
 *  \-E：预处理、-S：汇编、-c：编译成目标代码（.o）；

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