Linuxgcc与g++的认识

gccg++linux下的编译器,
我们都知道写好了源文件gcc一下就可以得到.exe文件
那么其中会经过几个过程呢?也就是源文件翻译过程,

  1. 预处理(预编译)
  2. 编译
  3. 汇编
  4. 链接

本篇文章的侧重点是围绕链接进行理解C语言标准库

目录

  • 1. 样例展示:
  • 2. 翻译过程:
    • 2.1 预处理:
    • 2.2 编译:
    • 2.3 汇编:
    • 2.4 链接:
  • 3. 链接:
    • 是什么:
    • 为什么:
    • 怎么做:

1. 样例展示:

gcc编译c文件:
在这里插入图片描述
g++编译c++文件:
在这里插入图片描述
注意:

  • g++可以编译c文件
  • 根据gcc或g++版本不同,我们可以带上相应新版本的选项
  C语言:正常使用gcc,带上 -std=c99 后缀
  Cpp:正常使用g++,带上 -std=c++11 后缀
  • -o选项可以指定生成文件名在这里插入图片描述

2. 翻译过程:

统一使用gcc来演示,与g++操作一致

2.1 预处理:

预处理有4个部分,分别为

  • 去注释
  • 展开头文件
  • 宏替换
  • 条件编译

我们可以使用gcc的-E选项来进行生成相对应的.i文件(预处理后的文件后缀名)gcc -E test.c -o test.i(需要使用-o选项,否则会将i文件全屏展开)
在这里插入图片描述
此时我们观察到:

  1. 注释已经被gcc去掉
  2. 头文件被展开,文件代码由17行变为800行
  3. M被替换
  4. 条件编译也生效

2.2 编译:

将test.i文件经gcc变为汇编语言:gcc -S test.i
过程是很复杂的,有一门学科叫做编译原理,
这里我们只需要知道他的结果是什么样的即可

汇编语言:
在这里插入图片描述

2.3 汇编:

将汇编语言转换为二进制目标文件:gcc -c test.s同样复杂,
我们仍旧只知道结果如何即可

二进制目标文件:(我们是看不懂的)
在这里插入图片描述

2.4 链接:

将二进制目标文件通过链接器生成可执行程序:gcc test.c

我们平时使用时也只需这一步,
并不需要按照一步一步翻译,最后变成可执行文件

3. 链接:

链接我们将从 是什么 为什么 怎么做 这三段论进行理解链接

是什么:

链接是将我们的程序和结合的过程。

有的同学会说,我并没有使用库啊

实则不然,我们平时使用的printf等函数就是来自库的,每种语言都会有自己的标准库,
但是我们的stdio.h中只有声明,也没有实现,那么是在哪里实现的呢?

最后的答案是:
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

为什么:

我们为什么需要链接?
譬如我们当前需要实现一个扫雷游戏,若没有使用库,我们就需要自己手搓一些printf scanf等基本函数,可能还没有开始写扫雷这个游戏就已经阵亡了。

所以:
我们使用库是为了
a.让开发站在巨人的肩膀上
b.让开发更有效率

怎么做:

库分为动态库静态库,故也有两种链接方法:动态链接与静态链接。

动态:我们在链接时,不会将库文件的代码加入到可执行文件中。
在程序执行时,编译器会告诉你目标库的地址,我们按照代码一步一步执行,需要库时会跳到我们的动态库中执行,执行完毕再返回,继续执行剩下的代码
动态库一般后缀名为“.so”,如前面所述的 libc.so.6 就是动态库。

静态:我们在链接时,把库文件的代码全部加入到可执行文件中,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”

优缺点:
在这里插入图片描述
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