gcc/g++编译c/c++程序

前言：

1. GCC 编译器支持编译 Go、Objective-C，Objective-C ++，Fortran，Ada，D 和 BRIG（HSAIL）
   等程序；
2. Linux 开发C/C++ 一定要熟悉 GCC
3. VSCode是通过调用GCC编译器来实现C/C++的编译工作的；
   实际使用中：
   使用 gcc 指令编译 C 代码
   使用 g++指令编译 C++ 代码

test.cpp

#include
using namespace std;

int main(){
    cout << "This is my first cpp program in linux" << endl;
    return 0;
}

编译过程

1. 预处理-Pre-Processing //.i文件

# -E 选项指示编译器仅对输入文件进行预处理
g++  -E  test.cpp  -o  test.i    #.i文件

2. 编译-Compiling // .s文件

# -S 编译选项告诉 g++ 在为 C++ 代码产生了汇编语言文件后停止编译
#  g++ 产生的汇编语言文件的缺省扩展名是 .s
g++  -S  test.i  -o   test.s

3. 汇编-Assembling // .o文件

# -c 选项告诉 g++ 仅把源代码编译为机器语言的目标代码
# 缺省时 g++ 建立的目标代码文件有一个 .o 的扩展名。
g++  -c  test.s  -o  test.o

4. 链接-Linking // bin文件

g++ test.o -o test

g++重要编译参数

1. -g 编译带调试信息的可执行文件

# -g 选项告诉 GCC 产生能被 GNU 调试器GDB使用的调试信息，以调试程序。

# 产生带调试信息的可执行文件test
g++ -g test.cpp

2. -O[n] 优化源代码

## 所谓优化，例如省略掉代码中从未使用过的变量、直接将常量表达式用结果值代替等等，这些操作 会缩减目标文件所包含的代码量，提高最终生成的可执行文件的运行效率。
# -O 选项告诉 g++ 对源代码进行基本优化。这些优化在大多数情况下都会使程序执行的更快。  -O2
选项告诉 g++ 产生尽可能小和尽可能快的代码。  如-O2，-O3，-On ( n 常为0–3) # -O 同时减小代码的长度和执行时间，其效果等价于-O1
# -O0 表示不做优化
# -O1 为默认优化
# -O2 除了完成-O1的优化之外，还进行一些额外的调整工作，如指令调整等。
# -O3 则包括循环展开和其他一些与处理特性相关的优化工作。
# 选项将使编译的速度比使用 -O 时慢，  但通常产生的代码执行速度会更快。

# 使用 -O2优化源代码，并输出可执行文件
g++ -O2 test.cpp

inefficiency.cpp

#include 
using namespace std;
int main(void){

unsigned long int counter;
unsigned long int result;
unsigned long int temp;
unsigned int five;
int i;

for(counter=0;counter<2009*2009*100/4+2010;counter +=(10-6)/4)
{
    temp = counter/1979;
    for(i=0;i<20;i++)
    //每一次for循环 都会进行复杂的计算
        five=200*200/8000;
    result = counter;
}

cout <<"result = "<< result << endl;

return 0;
}

g++ inefficiency.cpp -o a_without_O
g++ inefficiency.cpp -O2 -o a_with_O2
time ./a_without_O
time ./a_with_O2 

-D 定义宏

# 在使用gcc/g++编译的时候定义宏

# 常用场景：
# -DDEBUG 定义DEBUG宏，可能文件中有DEBUG宏部分的相关信息，用个DDEBUG来选择开启或关闭
DEBUG

示例代码：
main.c

#include 
  
int main()
{
    #ifdef DEBUG
    printf("DEBUG LOG\n");
    #endif
    printf("in\n");
}

gcc -DDEBUG main.c -o main_c # gcc .c
./main_c 
cp main.c main.cpp
g++ -DDEBUG main.cpp -o main_cpp # g++ .cpp
./main_cpp

g++命令行编译

案例：  最初目录结构: 2 directories, 3 files

# 最初目录结构
.
├── include
│   └── swap.h
├── main.cpp
└── src
    └── swap.cpp

2 directories, 3 files

swap.h

void swap(int&, int&);

swap.cpp

#include "swap.h"

void swap(int &a, int &b)
{
    int temp;
    temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

main.cpp

#include 
#include "swap.h"
using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int val1 = 10;
    int val2 = 20;

    cout << " Before swap:" << endl;
    cout << " val1:" << val1 << endl;
    cout << " val2:" << val2 << endl;

    swap(val1, val2);

    cout << " After swap:" << endl;
    cout << " val1:" << val1 << endl;
    cout << " val2:" << val2 << endl;

    return 0;
}

直接编译
最简单的编译，并运行

# 将 main.cpp src/swap.cpp 编译为可执行文件
g++ main.cpp src/swap.cpp -Iinclude
# 运行a.out
./a.out

增加参数编译，并运行

# 将 main.cpp src/swap.cpp 编译为可执行文件 附带一堆参数
g++ main.cpp src/swap.cpp -Iinclude -std=c++11 -O2 -Wall -o b.out
# 运行 b.out
./b.out

生成库文件并编译
链接静态库生成可执行文件①：

## 进入src目录下
$cd src

# 汇编，生成swap.o文件
g++ swap.cpp -c -I../include
# 生成静态库libswap.a
ar rs libswap.a swap.o


## 回到上级目录
$cd ..

# 链接，生成可执行文件 :staticmain
g++ main.cpp -Iinclude -Lsrc -lswap -o staticmain

链接动态库生成可执行文件②：

## 进入src目录下
$cd src

# 生成动态库libswap.so
g++ swap.cpp -I../include -fPIC -shared -o libswap.so
## 上面命令等价于以下两条命令
# gcc swap.cpp -I../include -c -fPIC
# gcc -shared -o libswap.so swap.o

## 回到上级目录
$cd ..

# 链接，生成可执行文件 :sharemain
g++ main.cpp -Iinclude -Lsrc -lswap -o sharemain

编译完成后的目录结构

最终目录结构： 2 directories, 8 files
运行可执行文件

运行可执行文件①

# 运行可执行文件
./staticmain

运行可执行文件②

# 运行可执行文件
LD_LIBRARY_PATH=src ./sharemain

静态库文件大小大于动态库，但执行效率高于动态库