【Linux编译器】：gcc/g++的使用-编程知识

朋友们、伙计们，我们又见面了，本期来给大家解读一下有关Linux编译器gcc/g++的使用，如果看完之后对你有一定的启发，那么请留下你的三连，祝大家心想事成！

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1. 背景知识

2. gcc使用

2.1 使用格式

2.2 预处理

2.3 编译（生成汇编）

2.4 汇编（生成机器可识别代码）

2.5 链接（形成可执行文件或库文件）

3. 动静态库概念与理解

4. 补充gcc选项

1. 背景知识

在C语言阶段的程序环境和预处理中提到过C/C++程序在翻译的过程都要经历下面这四个阶段：

1. 预处理

头文件的展开
去掉注释
条件编译
宏替换
......

2. 编译

C语言转化为汇编代码

3. 汇编

汇编代码转化为可重定位的二进制机器码（二进制文件）

4. 链接

形成可执行程序

2. gcc使用

gcc是用来编译C语言代码，g++是用来编译C++代码的，由于C++兼容C语言，所以g++也可以用来编译C代码，但是gcc不能编译C++代码，因为C语言并不兼容C++代码。

2.1 使用格式

gcc 文件（C代码的文件）：编译C代码

注意：这样子的命令是直接会从源代码翻译转化为可执行程序

./可执行程序：找到当前目录下的可执行程序并且运行

2.2 预处理

预处理功能主要包括宏定义,文件包含,条件编译,去注释等。
预处理指令是以#号开头的代码行。
实例: gcc –E hello.c –o hello.i

选项“-E”,该选项的作用是让 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。
预处理之后形成的文件一般是以.i为后缀。

2.3 编译（生成汇编）

在这个阶段中,gcc 首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等,以确定代码的实际要做的工作,在检查无误后,gcc 把代码翻译成汇编语言。
用户可以使用“-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。
实例: gcc –S hello.i –o hello.s

编译之后形成的文件一般是以.s为后缀

2.4 汇编（生成机器可识别代码）

汇编阶段是把编译阶段生成的“.s”文件转成目标文件
读者在此可使用选项“-c”就可看到汇编代码已转化为“.o”的二进制目标代码了
实例: gcc –c hello.s –o hello.o

汇编之后形成的文件一般是以.o为后缀

2.5 链接（形成可执行文件或库文件）

在成功编译之后,就进入了链接阶段。
实例: gcc hello.o –o hello

在链接的时候涉及到一个非常重要概念：函数库

我们的C程序中，并没有定义“printf”的函数实现,且在预编译中包含的“stdio.h”中也只有该函数的声明,而没有定义函数的实现,那么,是在哪里实“printf”函数的呢?
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。

下面就来了解一些这种函数库

3. 动静态库概念与理解

函数库一般分为静态库和动态库两种。

静态库是指编译链接时,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”

动态库与之相反,在编译链接时并没有把库文件的代码加入到可执行文件中,而是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”,如前面所述的 libc.so.6 就是动态库。gcc 在编译时默认使用动态库。完成了链接之后,gcc 就可以生成可执行文件,如下所示。 gcc hello.o –o hello

gcc默认生成的二进制程序，是动态链接的，这点可以通过 file 命令验证。

ldd 可执行程序：查看当前可执行程序依赖的函数库

总结：

动态库（.so）：

是C/C++或者其它第三方提供的所有方法的集合，被所有程序以链接的方式关联起来，这样的方式被称为动态链接。
库中所有的函数都有入口地址，所谓的动态链接，起始就是要把链接库中的函数的地址拷贝到我们的可执行程序的特定位置！

静态库（.a）：

是C/C++或者其它第三方提供的所有方法的集合，被所有程序以拷贝的方式，将需要的代码拷贝到自己的可执行程序中，这样的方式被叫做静态链接。

动静态库的优缺点：

动态链接的优点：形成的可执行程序体积比较小，比较节省资源。
动态链接的缺点：稍慢一些，强依赖动态库，动态库没了，所有依赖动态库的程序都会无法运行！
静态链接的优点：无视库，可以进行独立的运行。
静态链接的缺点：体积太大，浪费资源！

4. 补充gcc选项

除了前面提到的选项，还有一些选项：

-E 只激活预处理,这个不生成文件,你需要把它重定向到一个输出文件里面
-S 编译到汇编语言不进行汇编和链接
-c 编译到目标代码
-o 文件输出到文件
-static 此选项对生成的文件采用静态链接
-g 生成调试信息。GNU 调试器可利用该信息。
-shared 此选项将尽量使用动态库，所以生成文件比较小，但是需要系统由动态库.
-O0
-O1
-O2
-O3 编译器的优化选项的4个级别，-O0表示没有优化,-O1为缺省值，-O3优化级别最高
-w 不生成任何警告信息。
-Wall 生成所有警告信息。