【Linux】Linux编译器gcc/g++的使用

今天不学习，明天变垃圾。

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一、程序的翻译过程

1.预处理（1.2.3把你的代码编译成二进制代码）

头文件拷贝，去注释，条件编译，宏替换
-E让程序翻译到预处理阶段就停下来，-o指明形成的临时文件名称。

gcc test.c -E -o test.i
/usr/include/stdio.h //linux下的头文件路径
C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\2022\Community\SDK\ScopeCppSDK\vc15\SDK\include\ucrt\stdio.h
//我的windows下的头文件路径

预处理之后的文件中多出来的一大堆代码其实是从linux中的/usr/include/stdio.h头文件路径下的头文件stdio.h中拷贝过来的，从头文件stdio.h中就可以找到printf函数的声明，具体的实现在C标准函数库里面

gcc test.c -DSHOW //标识符在命令行中定义

从下面图片便可以看出预处理阶段进行的4个步骤，删除注释，拷贝头文件，条件编译，宏替换

头文件最大的意义：1.写代码 2.支持代码自动补齐

2.编译（C语言 ==> 汇编语言）

-S进行程序的编译工作，做完编译工作，变成汇编语言之后，就停下来！

gcc -S test.i -o test.s

3.汇编（无法被执行的二进制文件，为什么捏？）

-c进行程序的汇编工作，做完汇编工作，变成可重定向目标二进制文件，就停下来！

gcc -c test.s -o test.o
od test.o //将二进制文件以二进制形式打印到显示器上

./test.o //运行二进制文件

可以看到我们无法执行这个二进制文件，其实是因为我们的文件中的一些库函数还没有成功的调用，现在仅仅只有这些库函数的声明，这些声明就在拷贝的头文件里面，而库函数的实现在标准库里面，链接阶段会帮助我们将标准库动态链接到我们的程序里面，之后程序才可以正常的运行。

最后，为了方便大家记忆指令的选项和生成的文件后缀名，这里教一下大家如何去记，ESc正好就是退出键，iso是镜像文件的后缀名

4.链接（你写的代码 + C标准库的二进制代码 ==> 生成可执行的二进制程序）

下面指令就是将我们汇编后的可重定向目标二进制文件进行链接，并且将链接过后的文件指明为mytest文件名

gcc test.o -o mytest

二、库函数调用的地方怎么与标准库关联起来的？

a.链接的本质：无非就是我们在调用库函数的时候，与标准库如何关联的这么一个问题！
b.关联的方式有两种：动态链接和静态链接

1.静态链接

链接的时候，不是与标准库产生关联，而是将程序内部要用的方法，给程序拷贝一份，这样就完成了静态链接。

优势：不受库升级或者被删除的影响，这里当然指的是形成可执行二进制程序之后不受删除的影响，如果形成之前被删除的话，拷贝也拷贝不了了。
劣势：形成的可执行程序体积太大，网络、磁盘、内存的资源占用量大，

2.动态链接

通过编译器内部的链接器，来链接标准函数库，值得注意的是，动态链接的时期是在程序运行的时候，如果程序需要链接，链接器就会链接标准函数库

优势：动态链接形成的可执行程序小，在内存、磁盘、网络等方面可以节省资源，与静态链接相比，这是决定性的优势。

3.gcc、g++、vs等默认形成的可执行程序，采用的都是动态链接

file mytest // 查看可执行程序的详细信息
ldd mytest // 查看可执行程序依赖的动态库列表

在linux下库的命名：
动态库：lib作为前缀，.so作为后缀，
静态库：lib作为前缀，.a作为后缀，
去掉前缀和后缀，剩下的就是库名称！
stdio的std就是standard标准的意思

用这个库的程序非常多，但是库只有一份，所有用C语言写的程序，就不会出现重复的库代码，所以如果以后我们要下载一个C程序，还用下载C标准库吗？答案是不用的，因为我们系统里边只要有一份库就够使用了，但如果是静态链接的C程序的话，情况就不一样了，一下载就内存占用超大。

动态库默认系统里就有，静态库不一定有
静态链接，拷贝的是.a静态库的代码，所以如果想要实现静态链接，系统里就必须存在.a结尾的静态库

一般而言，为什么系统会自动携带动态库？因为光系统程序运行就需要动态库

sudo yum install glibc-static -y // 下载c标准静态库
sudo yum install -y libstdc++-static // 下载C++标准静态库
gcc mytest.c -o mytest -static // gcc实现静态链接
g++ mytest.c -o mytest -static // g++实现静态链接

4.系统本身为了支持我们编程，给我们提供了什么呢？

系统给我们提供标准库的.h文件，这些.h文件里面有方法，它可以告诉我们怎么用这些库函数。
系统还给我们提供了动静态标准库.so/.a，这里面有方法的实现，也就是一些已经写好的二进制代码，但我们需要将我们的代码和库代码进行链接，才可以正常使用。

windows下动态库后缀为.dll静态库后缀为.lib

在安装vs2022时，我们安装的不仅仅是编译器本身，还要安装标准库的.h文件，以及标准动静态库等

5.Linux的大部分命令就是用C语言写的

大家需要有这个认识，Linux中大部分指令都是用C语言写的。