【Linux】-编译器-gcc/g++使用以及动态库和静态库的介绍（以及解决sudo失败的方法）
作者：小树苗渴望变成参天大树
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作者gitee:gitee
作者专栏：C语言,数据结构初阶,Linux,C++
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文章目录
- 前言
- 一、解决sudo无法提权的问题
- 二、gcc/g++的作用
-
- 2.1预处理
- 2.2编译（生成汇编）
- 2.3汇编（生成机器可识别代码)
- 2.4链接
- 2.5gcc选项记忆
- 三、程序运行的原理
-
- 3.1头文件的作用
- 3.2**库文件是什么？作用是什么**
- 3.3 动态库和静态库
- 四、总结
前言
今天我们重点介绍一下Linux中的gcc和g++的使用，g++的使用和gcc几乎一样，所以也就是具体介绍gcc的使用，这篇文章前半部分我在C语言的程序的编译环境那篇博客也介绍过，但是是在vscode下进行演示的，当时知识在vscode上配置了gcc编译器，今天在Linux上来继续给大家回顾一下，并且可以更好的连接到后面要讲的知识。（来解决之前无法sudo的办法）
一、解决sudo无法提权的问题
在之前我们讲到权限的时候，我们如果想下载什么东西的时候，或者必须在root权限的时候去进行操作的时候，要不su切换到root权限，要不就su - 切到root用户下进行操作，但是这时候往往都只是一条指令的需要使用root权限，那我们这样来回切换显然就很麻烦，之前也提到过使用 sudo来进行提权，但是我们没有将此用户加入到系统的白名单里面，如果可以直接使用，那每条指令都加一个sudo那岂不是和root权限没啥区别了吗？？所以我们需要在系统中将用户添加到白名单中。
我们先切换到我们的root权限：
vim /etc/sudoers
大约在这个文件的第100行，复制一份，然后再修改成普通用户名就可以了，时候 :wq! 保存强制退出,此时你在退回到你的普通账户下，就可以进行sudo提权，但是sudo提权并不是万能，Linux为了安全起见，sudo有的指令就没法进行提权，但是大部分还是可以的，希望大家下来可以配置一下
补充说明：
再没有进行sudo配置的时候，你sudo也会有提示叫你输入普通用户的密码，但是不管用，但是你sudo配置之后，也会提示你输入密码的。这时候才会有作用
二、gcc/g++的作用
- 预处理（进行宏替换)
- 编译（生成汇编)
- 汇编（生成机器可识别代码）
- 连接（生成可执行文件或库文件)
2.1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。
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
gcc -E test.c -o test.i
我们预编译只是进行简单的展开替换，并不会生成其他文件，所以我们需要使用 -o后面是文件，一般我们习惯弄成.i文件。
条件编译的作用(简单介绍)
大家都知道我们好多开发软件都有两个版本，一个是社区版(免费的)，一个是专业版(收费的)，专业版的功能都会比社区版的功能要强大，但是这两个版本都是同一家公司开发并且需要维护的，如果有一天两个版本的相同功能升级之后，难道我要修改两份代码吗？增删查改都需要进行两次，那这样是不是太麻烦了，是人修改就会出现错误，所以这是我们就需要使用条件编译，维护一份代码就行了，再社区版中，我只需要使用条件编译把相应的功能给放出来运行一下，就好比上面，我只需要打印debug的信息，这预处理阶段就是完成条件编译的工作，相信讲到这里大家应该对条件编译有了一定的了解，并且也明白了预处理阶段要完成哪些事情了吧
接下来做一个铺垫：
博主随便截取一段展开的头文件当中的内容：
大家看到这里都是函数的声明，并没有看到函数的定义，那函数的定义又在哪里呢，等着我们下面讲解库的时候再具体介绍，这里毕竟还是铺垫。
注意：使用-E是告诉gcc编译器进行程序的翻译工作，完成预处理阶段的工作就停下来，不要往后面走了
2.2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。
gcc -S test.i
这个是再预编译的基础上对生成的test.i文件进行编译会默认生成.s的文件，如果你不想要这个名字可以使用-o。
注意：将程序的编译工作完成，后面就不要执行了
2.3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
gcc -c test.s -o test.o
此时test.o里面都是二进制指令，我们使用查看二进制文件的指令来看看：od test.o
注意：将汇编工作做完，就不往后面走了,目前虽然生成了二进制文件，但是还需要进行链接才可以运行
2.4链接
找到对应的库文件进行连接才可以运行，我们刚才生成的test.o是没有办法直接运行的：即使我们修改了权限
文件虽然具备了可执行的权限，但是没有可执行能力也是不行的，这两种是不同的概念
gcc test.o -o test
但是我想讲的链接可远远不止这些，下面所介绍的也正式我们gcc的作用到底是什么，那我们开始下面知识点的介绍
2.5gcc选项记忆
esc,iso
三、程序运行的原理
3.1头文件的作用
大家有没有想过，我们为什么可以再Windows，Linux或者其他软件上进行开发呢？？难道就凭我们自己写的那些代码就可以执行我们的程序了吗？？相信大家再学习C语言的时候，老师就告诉我们要包含头文件，为什么要包含呢，肯定是里面有我们想要的东西，没错，头文件就是各种常用函数的声明，我们包含了这些，就可以使用里面的函数，不需要我们自己再去写一个输入输出或者其他函数，所以再我们系统中肯定装有对应的头文件
再Linux下：
ls /usr/include
再Windows下：
我们下载对应的开发软件的时候都会下载对应的头文件安装包，使用everything软件去查找
所以c/c++的开发环境不止vs gcc g++，还有语言本身的头文件，如果没有这些，那我们就需要自己写一些函数的定义，这些文件是创造者给我们写好的，帮助我们解决了大量的重复工作，是我们开发更加的高效
所以gcc和g++是根据不同的语言帮助我们选择到语言本身对应的头文件上的，我们来看看测试
因为我们的C++是兼容C的，所以C中有的头文件C++也有，所以g++编译的时候选择的头文件也符合C语言，但是使用gcc编译c++代码的时候，就会出现错误，因为gcc选择的是C语言自身的头文件，c++写的代码有的不包含在里面就会报错
所以头文件的作用就是帮助编译器通过声明来找到函数的定义
解决疑惑：我们包含头文件为什么只包含后面的.h，为什么前面的指定路径不带上，例如#include,原因是在Linux下，这些头文件有固定的地方，所以不需要加，gcc也可以找到，在Windows下，下载对应的编译器的时候，也下载对应的头文件，编译器知道安装在那个目录下面的，所以也可以找到，所以不需要指定路径也可以。
3.2库文件是什么？作用是什么
我们上面讲到头文件，头文件里面是函数的声明，那定义在哪里呢？？我们前面也做过铺垫，函数的定义就在库文件里面，库文件头文件本质都是文件，头文件就是把许多.c的源文件进行翻译，打包放到头文件里面里面的，给你提供一个头文件就可以了，其余的事情交给编译器去完成，所以这也是上面我们说过生成.o文件后还需要进行链接的原因 ，接下来我们具体来看看什么是库文件
Linux：
动态库文件（.so） 静态库文件（.a）
在你们的机器上应该是没有.a这个文件的，只会默认安装动态库，因为我的机器上安装过静态库，后面会教大家怎么安装
windows：
动态库文件（.dll） 静态库文件（.lib）
大家目前知道有这两种库了，他的作用就是给链接时提供函数的定义
有了这两种库我们就可以进行链接，这些文件打开可能是看不懂的代码，大家知道里面是函数的实现的就行
总结：头文件的声明·的函数+库文件定义的函数+自己写的代码=可执行程序
3.3 动态库和静态库
上面介绍到我们有这两种库，但是他们到底时什么呢，接下来具体介绍一下。我用一个生动形象的故事带大家理解这两个库的概念：
- 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”,
解释： 我们上面图中描述的是，静态库是买二手电脑，自然而然宿舍体积变大了，动态库就不会出现这样，所以动态库比静态库更节省系统消耗
注意：动态库一旦缺失，程序就运行不起来了，不止一个程序，静态库是将自己的函数实现拷贝到你的程序中，后面不在依赖静态库，你的同学就是系统的指令，所以这里没办法给大家展示没有动态库会出现什么情况。
系统默认是有动态库的，接下来教大家下载静态库：
sudo yum install -y glibc-static//c
sudo yum install -y libstdc++-static//c++
接下来我们来验证我们在链接的时候到底是链接那个库：
上面我们经过预处理，编译，汇编，接下来进行连接
动态链接：默认链接就是动态的
ldd 查看可执行程序链接哪个库
静态链接：加一个-static
通过验证我们是发现了可执行程序链接不同的库，而且链接静态库的体积明显大很多。
或者使用file指令去查看也行
解决疑惑：
- 没有静态库，但是我们就要使用-static行不行？ 答案是不行的
- 没有动态库，只使用静态库，并且可以找到，可以只-static吗？？答案是可以的，-static的本质就是，改变链接优先级，本来是先匹配动态库，再匹配静态库，加-static只会匹配静态库
- 默认的一定链接的就是动态库吗？?答案是不对的，默认的匹配时混合的，不一定是纯的动态库。
动态库和静态库的优缺点：
动态库优点：动态库也是共享库，可以有效节省资源
缺点：一旦缺失，导致好多程序不能运行
静态库优点：不依赖库，程序可以独立运行
缺点：体积大，消耗资源
关于动态库和静态库大家应该有了一定的了解了吧，今天我就给大家讲解概念和链接原理，后面有细节，我在细说。
四、总结
今天这篇难度不大，大家会使用gcc和g++就行了，通过今天这篇大家对两个编译器有了更深的了解，也了解我们写的代码到底是怎么变成可执行程序的，那我们今天的分享就先到这里了，我们下篇再见。
