【Linux开发工具】C/C++ 在Linux下的编译器-gcc/g++

目录

一、前言

二、gcc/g++的使用

三、程序翻译的四个阶段

1.预处理

2.编译

3.汇编

4.链接

四、动静态库

1.库函数的命名和分类

2. 动静态库的区别

---

一、前言

学习了vim的使用方法后，我们就可以高效编辑文本文件了，但vim并不像vs一样编辑好.c文件后就可以直接编译运行，在Linux中运行代码需要使用工具:gcc/g++

本文着重讲解gcc/g++的使用和程序翻译需要进行的四个阶段：预处理、编译、汇编、链接对应的指令和生成的文件，最后讲解动静态库的区别和联系。

---

二、gcc/g++的使用

在前面Linux的学习中，我们认识到Linux不区别文件后缀，例如写了.txt后缀能提醒用户这是个文本文件，不写也不影响什么。

但Linux系统不区分文件后缀，不代表Linux下的各种程序不区分！今天学习的gcc和g++就是Linux下的程序，它们是要看文件后缀的！

• gcc是C语言编译器，只能编译C语言程序，也就是.c为后缀的文件
• g++是C++编译器，C、C++都可以编译

接下来介绍gcc/g++的使用方法：以编译code.c文件为例

指令 gcc code.c 默认生成名为a.out的可执行程序

指令 gcc code.c -o name 生成名为name的可执行程序

指令 gcc code.c -std=99 使用c99标准来编译

当我们生成可执行程序后，此文件通常是绿色的，此时只需要./a.out即可运行代码

三、程序翻译的四个阶段

在学习C语言时就了解到程序翻译需要进行的四个阶段及过程，如下图所示：

---

1.预处理

在预处理阶段要做的工作有：

• 头文件展开
• 去掉注释
• 条件编译
• 宏替换

那么经过这个过程后，还是C语言代码吗？答案是肯定的，该过程只是预处理了一下C语言代码，把一些没必要的内容删除，减少后续工作的工作量，处理后仍然是C语言代码。

使用指令 gcc -E code.c -o test.i 就可以得到预处理后的.i为后缀的文件

打开code.c和code.i文件对比就能发现，注释已经被去掉，头文件也进行了展开。

另外还有一个注意的点，gcc可以在命令行中定义宏，例如指令gcc code.c -o code -D VERSION2=2就相当于在代码中添加一行#define VERSION2 2，-D选项用于指定一个宏。

---

2.编译

编译阶段主要的工作是将C语言翻译为汇编代码，需要通过-S选项生成.s为后缀的文件。

使用指令：gcc -S code.c -o code.s

---

3.汇编

汇编阶段是把汇编语言变成二进制的过程，这个过程生成.o为后缀的目标文件，此时虽然已经是二进制文件了但还不是一个可执行文件，获取该阶段的文件，需要用到-c选项。

使用指令：gcc -c code.c -o code.o

---

4.链接

链接阶段的大致流程是这样的： .o文件 + 系统库 = 可执行程序

在本篇文章的后半段讲完动静态库后详解链接过程。

---

四、动静态库

1.库函数的命名和分类

我们在写C语言代码时，像printf这种函数并我们自己去实现，然而在stdio.h的头文件中也仅仅只有printf函数的说明，那么该函数的实现在哪里呢？答案是在可执行程序依赖的第三方库里。

使用指令：ldd 可执行程序名 可以查看该C语言程序所依赖的库，是lib64路径下libc.so.6的库

对于库名字的解释：

• Linux下：.so是动态库，.a是静态库
• Windows下：.ddl是动态库，.lib是静态库

现在我们就能理解链接这个过程了，就是将.o文件和动/静态库结合的过程。

---

2. 动静态库的区别

通俗的来讲，动态库类似于网吧里的电脑，而静态库就类似于自己家里的电脑。

它们的区别是：

• 动态库是共享库，通过函数地址来关联程序
• 静态库是私有库，可以独立运行

动态库是C/C++或其他第三方提供的所有方法的集合，被所有程序以动态链接的方式关联起来；而静态库则是被所有程序以拷贝的形式，将所有代码拷贝至自己的可执行程序中。

说白了静态库就是将所有的代码拷贝到程序中，而动态库则是去寻找需要调用的函数的地址。

• 动态库的优点：形成的可执行程序体积较小，节省资源
• 动态库的缺点：要查找函数地址，稍微慢一点，并且有强依赖性，丢失库程序将无法运行
   
• 静态库的优点：无视库，可以独立运行，可移植性好
• 静态库的缺点：体积太大，浪费资源 

---