gcc/g++、动静态库、make/makefile

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gcc/g++

gcc和g++的对比

"一段代码的使命"

●预处理

●编译

 ●汇编

●链接

●动/静态链接

make/makefile

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gcc/g++

gcc和g++的对比

对于c文件而言，使用gcc或者g++并没有什么区别。而对于cpp文件，在预处理、编译、汇编这三部分，gcc和g++也是等价的。但是在链接阶段涉及c++的标准库时，gcc无法链接到这些库，必须加上-lstdc++ 选项。为了加深理解，测试一下：

 先使用gcc编译一下：gcc zz.cpp -o zz

 gcc无法链接到c++标准库，指令加上-lstdc++：

删除zz,使用g++在重新编译一下：g++默认以c++的方式进行编译（也可以编译c文件），链接的时候加上了一些c++的库。

 了解了gcc/g++后，先来复习下翻译的几个阶段，将下图的过程在linux环境下分步研究：

测试代码：

  1 #include <stdio.h>2 #define MAX 103 int main()4 {5   printf("Hello World!");6  //printf("Hi zxy!");7  //rprintf("How are you!");8 #ifdef MIN9  printf("Hello MIN");10 #else11  printf("Hello default");12 #endif13  printf("MAX = %d\n",MAX);                                                                                                                               14  return 0;15 }

"一段代码的使命"

●预处理

gcc –E mycode.c –o mycode.i

选项“-E”的作用是让 gcc 在预处理结束后停止编译过程,选项“-o”是指目标文件,“.i”文件为已经过预处理的C原始程序。

如上图所示，".i"文件删除了注释，完成了宏的替换，头文件的包含，进行了条件编译，#ifdef判断MIN是否被定义，结果是否定的。

●编译

 gcc –S mycode.i –o mycode.s

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。gcc在把代码翻译成汇编语言之前，还要检查代码的规范性，是否有语法错误等等。

 ●汇编

gcc –c mycode.s –o mycode.o

汇编阶段是把编译生成的“.s”文件转成目标文件，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。

●链接

gcc mycode.o -o mycode

链接的过程将自己写的代码和标准库中的代码合在一起，形成了可执行程序。

./mycode

●动/静态链接

file命令可以查看链接类型例如：file zz

动态链接链接的是动态库,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”。
 

 动态链接可以这样理解：假设你生活在象牙山村，村里只有一个大脚超市，赵四家需要用什么商品就从家走到超市去买。

 

 静态链接链接的是静态库，编译链接时,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”。

 静态链接可以这样想象，刘能号称象牙山的小诸葛，日常生活用品每周都要去逛一次超市，它觉得很麻烦，在超市进货的时候他向自己家也进了货放在家里。

静态链接不受库升级和库删除的影响，因为已经拷贝了一份。但是占用了很大的空间。 

make/makefile

首先要了解到make是一个命令，makefile是一个文件。make和makefile搭配使用可以完成项目的自动化构建，当我们输入make命令，make会在当前目录下找名字为Makefile或者makefile的文件，而在makefile文件中可以定义一系列的规则来指定目录中的哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作。也就是说makefile写好后配合make命令使用，输入命令后直接自动化编译，非常的便捷！

上图所示，是正常编译的大致过程，接下来试着将上述编译规则写入makefile文件中使用make自动化编译：

这里需要注意一下文件名称一定要是makefile或者Makefile，否则make是找不到的，依赖方法的定义一定要以Tab键开头：

当然上述的演示非常简单，主要是熟悉下make和makefile。在实际的项目中可能会有不计其数的源文件，这种情况下就可以在makefile中定义一系列的依赖关系和依赖方法。在上述的案例演示中zhang的生成是依赖于zhang.c的，这就是依赖关系。而gcc zhang.c -o zhang这个动作就是依赖方法。

●项目清理

为了方便工程清理，在makefile中定义一个clean,但是clean没有被第一个目标文件直接或间接关联，那么它后面所定义的命令将不会被自动执行。需要用“make clean”来执行，以此来清除所有的目标文件，以便重编译。

●伪目标

.PHONY的作用是设置伪目标，伪目标的特性是总被执行，验证伪目标：

观察上图发现，zhang生成后，在zhang.c不被修改的情况下，再次执行make不会再次执行，会告诉我们zhang已经是最新的，这其中的原理稍后在谈论。下面修改makefile文件，.PHONY修饰zhang,进行测试，与未修饰前相比，每次都会执行。

●原理

首先介绍一下stat命令，它可以显示文件的状态信息：

 这里重点关注该文件的三个时间：

Access:最后一次访问文件的时间。Modify:最后一次修改文件的时间。Change:最后一次改变文件属性的时间。

当第一次通过zhang.c生成zhang后，前者的修改时间一定是早于后者的：

当对zhang.c文件进行改动后，zhang的文件修改时间会早于zhang.c，这也说明zhang已经不是最新的，所以会再次执行。

●多文件练习make/makefile使用

上述过程，在代码的编写上和以往的练习并没有太大的差别，但是通多对makefile文件的编写使得该工程可以使用make"一件编译"，极大的提高了开发效率。