从零开始：Linux 环境下的 C/C++ 编译教程

个人主页：chian-ocean

文章专栏

前言：

GCC（GNU Compiler Collection）是一个功能强大的编译器集合，支持多种语言，包括 C 和 C++。其中 gcc 用于 C 语言编译，g++ 专用于 C++ 编译。

在这里插入图片描述

Linux GCC or G++的安装

安装 GCC

运行以下命令安装 GCC：

sudo yum install -r gcc

安装完成后，可以再次检查版本：

gcc --version

在这里插入图片描述

安装G++

运行以下命令安装 GCC：

sudo yum install -r g++

安装完成后，可以再次检查版本：

g++ --version

在这里插入图片描述

Linux的代码编译

预处理（Preprocessing）

预处理的工作

去掉注释
展开头文件
条件编译
宏替换

C++代码执行

g++ -E code.cpp -o code.i 
# 可以生成与处理文件，生成.i文件

在这里插入图片描述

编译（Compilation）

编译器将预处理后的源代码转换为汇编代码（文本形式的机器指令）。

生成汇编代码（通常是 .s 文件）。
编译器会进行语法分析和语义检查。

g++ -S code.i -o code.s
# 可以生成与处理文件，生成.s文件

在这里插入图片描述

汇编（Assembly）

汇编器将汇编代码（.s 文件）转换为二进制的目标代码（.o 文件）。

汇编代码被转换为机器能够理解的指令。
生成目标文件（通常是 .o 或 .obj 文件）。

g++ -E code.s -o code.0
# 可以生成与处理文件，生成.0文件
od filename # 可以进行查看

在这里插入图片描述

链接（Linking）

函数库（Library）简介

在编程中，函数库是指封装了一组可重用函数、类或其他代码模块的集合，目的是简化开发、提高代码复用性。函数库通常以静态库（*.a 或 *.lib）或动态库（*.so、*.dll 或 *.dylib）的形式存在。

在这里插入图片描述

类型	描述
静态库	在编译时将库的代码嵌入到可执行文件中，生成的文件独立运行，不依赖外部库。
动态库	在运行时加载库文件，节省空间和内存，可以被多个程序共享。

动态链接

动态库（Dynamic Library）是一种在运行时加载的库，可以被多个程序共享，以节省存储空间和内存。动态库的文件扩展名在不同操作系统中有所不同：

Linux: .so（Shared Object）
Windows: .dll（Dynamic Link Library）
macOS: .dylib

ldd  #可以查看可执行程序所依赖的动态库

下面是code可执行文件所以来的动态库

在这里插入图片描述

静态链接

静态库是一种将一组目标文件（.o 文件）打包成单个文件（通常扩展名为 .a 或 .lib）的技术，便于代码复用。静态库在编译时链接到可执行文件中，因此运行时不需要额外的库支持。

Linux: .a
Windows: .lib

g++ code.cpp -static -o code-static # 可以生成静态链接

在这里插入图片描述

动态VS静态

定义

链接方式	定义
静态链接	在编译阶段，将所需库的代码嵌入到可执行文件中，生成一个独立的可执行文件。
动态链接	在运行时加载所需的库（动态库），可执行文件只包含对库的符号引用，库本身存储在外部文件中（如 `.so`）。

操作系统命名

操作系统	静态库扩展名	动态库扩展名
Linux	`.a`	`.so`
Windows	`.lib`	`.dll`
macOS	`.a`	`.dylib`

对比表

特性	静态链接	动态链接
生成的可执行文件大小	较大（嵌入所有库代码）	较小（仅包含对动态库的引用）
运行时依赖	无需外部库，独立运行	需要动态库文件
运行效率	高（无需加载外部库，直接执行）	稍低（运行时加载动态库）
内存使用	每个程序独立占用库的代码和数据	多个程序共享同一动态库
更新维护	更新库后需重新编译程序	更新库后程序无需重新编译
部署和兼容性	部署简单，无需额外的动态库	部署复杂，需要确保动态库存在并与程序兼容
符号冲突	不易出现，因为库代码独立嵌入到每个可执行文件中	可能出现多个库之间的符号冲突
和兼容性**	部署简单，无需额外的动态库	部署复杂，需要确保动态库存在并与程序兼容
符号冲突	不易出现，因为库代码独立嵌入到每个可执行文件中	可能出现多个库之间的符号冲突
适用场景	嵌入式系统、小型独立工具、运行环境固定的场景	大型系统、需要频繁更新库或共享库的场景