C++程序执行过程

C++程序执行过程：预处理、编译、汇编，链接，执行

预处理

预处理操作针对#开头的语句，没有分号

g++ -E test.cpp > test.i // 生成预处理文件

预处理语句类型及作用：

1. 包含头文件

include \包含已经安装的C++库；#include "myown.h"包含自己编写的库。程序在寻找被include的库时，如果是<>则优先在系统目录中寻找，找不到再来程序文件夹下寻找；""则相反。

2. 条件编译

#ifdef...#endif或#ifndef...#endif。作用：最常用在避免重复包含头文件中，比如在一个较大的工程中，自己编写了一个头文件myown.h，在这个工程中多个cpp文件都需要include这个头文件，那么在链接过程中会因为重复包含头文件而报错。于是可以在myown.h的开头写入如下语句：

#ifndef _MYOWN_H
#define _MYOWN_H
//头文件程序内容
#endif

这样，在第一次包含这个头文件的时候，_MYOWN_H被定义，此后再遇到#include "myown.h"的命令，进入mywon.h时会发现已经包含了，避免了重复包含。

3. 处理宏

宏中定义了函数的进行展开，定义了变量或者名称替换的进行替换。因为预编译阶段不分析语义，而只是进行简单的字符替换，所以宏定义函数时要注意将所有变量都加上括号，否则就会出现下面所示的错误：

#include <iostream>
#define right
#define mian main  //替换
#define rSQ(x) ((x) * (x))  //正确写法
#define fSQ(x) x * x  //错误写法
using namespace std;

int mian(){
	int a = 5;
#ifdef right
	cout << rSQ(a + 2) << endl;
#endif
#ifndef right
	cout << fSQ(a + 2) << endl;
#endif
	return 0;
}

正确生成的预处理文件的结尾是这样的：

int main(){ 
 int a = 5;

 cout << ((a + 2) * (a + 2)) << endl;




 return 0;
}

错误生成的预处理文件的结尾是这样的：

using namespace std;

int main(){
 int a = 5;




 cout << a + 2 * a + 2 << endl;

 return 0;
}

所以为了避免出错，所有能加括号的地方都要加上括号。

4. 将注释替换成空格

如上述程序所示，预处理之后不需要的#ifndef等语句都变成了空行。

编译

编译过程将预处理之后的test.i文件翻译成汇编语言，源程序是高级语言，汇编语言程序是低级语言，不同的高级语言翻译的汇编语言相同。

g++ -S test.cpp // 生成汇编语言文件test.s

编译过程中有词法分析、语法分析、语义分析等步骤，会生成符号表，这个符号表似乎比较重要，以后有机会再来更~

汇编

汇编过程是将上一步生成的test.s文件翻译成二进制机器码，即生成目标文件（object file）test.o。

g++ -c test.cpp // 生成机器码（目标文件）

链接

链接这个阶段会将目标文件test.o和之前include的库文件链接在一起，生成可执行文件，命令就是Linux里熟悉的这一行啦~

g++ test.cpp -o test // 生成可执行文件

这里静态库和动态库的链接有区别：

• 静态库.a文件本身也是类似上一步生成的test.o这种目标文件（一般是.o文件的集合），所以静态库的链接就是把库文件和自己的.o文件拼接在一起，生成的可执行文件与静态库本身再无任何关系，故方便程序在不同平台上的移植，也就是说生成了这个可执行文件之后，拷贝到另外一个没有上述静态库的系统上之后，依然能够正常运行。但是缺点也是显而易见的，体积大，全量更新（即如果库文件被更新，那么生成的可执行文件也要重新生成），重复链接占用内存（每次调用都会在内存中生成一个副本）。
• 动态库.so文件则不同，其链接过程说成在运行阶段更合适。不同的应用程序如果调用相同的库，那么在内存里只需要有一份该动态库的实例即可，所以动态库也称共享库。动态库优点是不占内存、增量更新，缺点是不方便移植。
• 二者的区别在于库文件被载入的时刻不同，这也决定了他们各自的特点。

运行

./test

运行可执行文件即可完成程序功能。