Linux环境基础开发工具-＞gcc/g++

引入：gcc/g++是什么？

在上篇博客我们知道，vim是一个编辑器，vim负责的是代码的编辑；而gcc/g++是一个编译器，负责的就是代码的编译！gcc负责C语言代码的编译，而g++负责c++代码的编译！

既然是编译，那就要先看这个链接一下编译器的工作分为哪几个步骤：编译链接的过程发生了什么？_编译链接 发生了什么-CSDN博客

注：本篇博客着重讲gcc，因为g++和gcc类似，不再赘述

一：快速使用gcc和g++

现在有一个.c文件，其内容如下：

我们对其进行gcc编译，生成了a.out：

对其进行执行：

以上就是使用gcc，非常的简单！

用起来非常简单，但其中的内容其实很多，只是我们gcc指令直接一步到位了，gcc是一个编译器，博主在此篇博客中介绍过编译的整个过程：编译链接的过程发生了什么？_编译链接 发生了什么-CSDN博客

总的来说在执行编译的时候一般有以下四个步骤：

1）预处理（头文件展开、去注释、宏替换、条件编译）。
2）编译（C代码翻译成汇编语言）。
3）汇编（汇编代码转为二进制目标代码）。
4）链接（将汇编过程产生的二进制代码进行链接）。

每步对应的工作如下：

 

而gcc直接从一个.c文件 到了可执行文件，上面的这四步其隐式的执行了，所以我们要结合gcc的选项才能够才不同的时期停下来

二：gcc的选项

须知：

-o：将处理结果输出到指定文件，该选项后需紧跟输出文件名；所以-o也是gcc的选项，一般放在两个文件之中！

1：gcc -E(预处理)

用法：

gcc -E code.c -o code.i

解释：从现在开始对code.c文件进行翻译，当对code.c文件做完预处理工作的时候，就停下来，此时生成的文件我把他命名为code.i 。

如图：

此时我们vim进入code.i ：会发现其有800多行

解释：预处理进行了多个工作，主要包括头文件展开、去注释、宏替换、条件编译等，而其中的头文件展开就是导致突然有800多行的原因；至于去注释、宏替换，可以自己在.c中写一个宏替换和注释，会发现预处理之后，注释被去掉了、宏被替换了！

至于条件编译的话，博主在上文提到的博客中没有说到，现在进行补充：

Q：条件编译是什么？

A：举个例子

现在我们创建了一个新的file.c，其内容如下：

此时直接gcc是会报错的，因为x是未定义的变量，但是却被使用，但是我们执行以下指令的时候：

gcc file.c -D x=1

解释：gcc 编译file.c文件并同时定义宏 x=1 ，所以我们现在就会生成一个a.out文件，我们对其执行一下，会发现其成功运行了：

这就是一种简单的条件编译，目前我们需了解条件编译的例子有两个：

①：在我们使用软件的时候，一些软件有专业版和社区版 ，本质就是条件编译起到的作用，让社区版的功能和专业版有所区别；

②：我们的头文件在写出来的时候 其实前后都是有条件编译的，一个头文件只有在第一次写的时候，才会被定义，后面在一个源文件中的重复包含头文件，均会被条件编译省略

2：gcc -S(编译)

用法：

gcc -S code.i -o code.s

解释：从现在开始对code.i文件进行翻译，当对其的编译工作做完的时候，就停下来。此时生成的文件我把他命名为code.s 

注意：可以对code.c进行操作，也可以对预处理之后的code.i进行操作，自由选择

如图：我们gcc -S后生成了code.s

此时我们vim进入code.s：

 

解释：编译这一步进行的工作是->首先检查代码的规范性、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，将代码翻译成汇编语言。所以我们vim进入看见的都是会汇编语言！

 

3：gcc -c(汇编)

用法：

gcc -c code.s -o code.o

解释： 从现在开始对code.s文件进行翻译，当对其的汇编工作做完的时候，就停下来。此时生成的文件我把他命名为code.o 

 

如图：

 

此时我们vim进入code.o：

解释：汇编阶段是把编译阶段生成的 .s 文件转成目标 .o 文件，此时的.o文件中内容都是汇编代码转化为的二进制目标代码了。

但是此时的.o文件虽然是一个目标文件，但是叫作可重定位目标二进制文件，其是不可执行的

 

验证其不可执行：

对.o文件进行./执行：

Q：虽然演示出了不可执行，但是这.o文件对于wtt1来说没有x权限，有x权限应该能执行了？

A：好的，对wtt1增加x权限：

 

还变绿了，感觉真的行哦~

 

解释：依旧不行！报错 ：无法执行二进制文件，所以这就证明了汇编生成的目标文件不能执行，因为我们少了链接这一步！需要链接到库，才能够形成可执行文件！

4：链接

链接无选项，用法：

gcc code.o

这样默认生成的就是a.out的可执行文件，我们也可以用-o选项命名的选择：

gcc code.o -o code.out

 

如图：

 

 解释：

• 链接的主要任务就是将生成的各个 .o 文件进行链接，生成可执行文件。
• gcc/g++不带-E、-S、-c选项时，就默认生成预处理、编译、汇编、链接全过程后的文件。
• 若不用-o选项指定生成文件的文件名，则默认生成的可执行文件名为a.out。

 

此时我们vim进入code.out：

解释： 链接后生成的也是二进制文件。因为计算机只认识二进制
 

Q：你这链接之后，我感受不到变化啊，有什么什么办法让我感受一下链接体现在哪？

A：要查看一个文件是否链接了，有ldd指令和file指令两种方法

①：ldd

ldd指令即可，ldd指令用于打印可执行文件或共享库所依赖的动态链接库（.so 文件）

对比一下code.out和code.o 对于ldd指令的区别：

解释：信息说明了我们的code.out文件的确是链接到了库！（图中的/lib64/libc.so.6就是当前云服务器当中的C标准库）。

②：file

解释：dynamically linked 意味着动态链接

那库有类别吗？难道还有静态链表吗？

三：动态库和静态库

1：库的类别及优缺点

函数库一般分为静态库和动态库两种：

①：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当中，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，静态库一般以.a为后缀。

②：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当中，而是在程序运行时由链接文件加载库，这样可以节省系统的开销，动态库一般以.so为后缀。

动态链接：
 优点：省空间（磁盘的空间，内存的空间），bin体积小，加载速度快。
 缺点：依赖动态库，程序可移植性较差。

静态链接：
 优点：不依赖第三方库，程序的可移植性较高。
 缺点：浪费空间。

2：动态链接

Q：那我们写的.c 和 .cpp文件进行连接的时候，是采取那哪一种？

A：file指令就能知道

 解释：dynamically linked 意味着动态链接

3：静态链接

我们还可以强行对code.o文件进行静态链接到库，指令：gcc -static

注：当然也可以直接对code.c进行强行的静态链接，自由选择即可

gcc code.o -o code.out_static -static

我们静态链接生成的可执行文件取名为 code.out_static，方便区别于code.out

此时我们就有两个可执行文件了：

解释：由静态链接的缺点可知，静态链接是把库文件的代码全部加入到可执行文件当中，所以这就是为什么我们的code.out_static的大小是861288，远远大于code.out的原因！

我们可以通过ldd来查看code.out_static是否真的被静态链接了：

解释： 信息告诉我们：这个程序是静态链接的，没有依赖任何动态库（.so 文件），因此无法列出动态库依赖关系；所以这正好说明了的确进行了静态链接

再通过file来看一下code.out_static：

解释：statically linked 意味着静态链接

总结：Linux中的编译器gcc和g++默认都是动态链接的！

四：一些细节

1：巧记选项后后缀

Q：你上面的-E -S -c 选项；和 -E生成的.i ，-S生成的.s，以及-c生成的.o 文件，怎么记忆？

A：Esc就是我们键盘上的返回键，对应的就是预处理，编译，汇编，只需记住c小写即可；而iso三个字母对应的就是预处理，编译，汇编生成的文件后缀，我不喜欢ios系统，所以它叫iso

2：指定输出文件的重要性

注意：

-E一定会生成一个.i文件，所以我们一般指定写生成的.i文件的前缀，.s 文件和 .o 文件也是类似的道理！但其实其中的-E预处理比较特殊：

• 如果不指定输出文件，预处理后的代码会直接输出到 标准输出（屏幕），而 不会自动生成 .i 文件。

而其余的编译，汇编都会直接生成文件，而不是输出到标准输出（屏幕）！

3：gcc对后缀的要求

我们平时使用gcc，一般是对文件直接编译成可执行文件，但需要注意的是，我们编译的文件一定要是.c文件！

gcc hello.txt  # 默认会失败，因为 GCC 根据后缀名调用处理工具