C/C++编译总结 （Linux下g++、makefile、automake）
C/C++编译总结 （Linux下g++、makefile、automake）
!! 阅读前提示：
1）本文是自己的学习过程和经验的总结，和大多数人一样，不懂就搜度娘、csdn、博客园等等，内容难免有不足之处和理解不到位的情况，请见谅。所有知识来源于网络，摘录内容会指明出处。
2）本文默认读者对基本名词已经清楚，如编译，c++，linux等。
3）本文更新于2022/11/5，未完待续，持续更新。
g++ 是C++语言的编译器；makefile 自动化编译工具；automake，自动生成makefile的工具。
makefile是自动化编译项目工程的工具，必须先明白编译过程
一、 C/C++的编译过程（理论过程）
总共四个阶段：预处理、编译、汇编、链接
【文章推荐：】
【C++程序编译过程_WhiteTian的博客-CSDN博客_c++编译https://blog.csdn.net/u011718663/article/details/118163962】（这位大佬写的非常详细）
二、 Linux下的C/C++编译
1. Linux下的C/C+ +编译器
在linux下编译C/C++程序，用到的编译器：
- C语言用gcc编译
- C++用g++编译器
【编译器的介绍：】
【gcc与g++的区别_ericwzy2012的博客-CSDN博客_g++和gcc的区别https://blog.csdn.net/wuzheyan2008/article/details/119715526】
【自己搜吧，我也没看见好的介绍，反正也不是历史学家，能用就行】
2. 编译目标(可执行程序、动态库、静态库)
编译是 源文件->目标文件 的过程，目标文件有以下几种：
| 文件类型 | 说明 |
|---|---|
| *.i | 预编译后的文件，见4编译选项的1） |
| *.s | 编译后的文件，内容为汇编代码，见4编译选项的2） |
| *.o | 目标文件，内容为二进制，见4编译选项的3） |
| *.d | 依赖文件，内容为源文件的依赖关系。 |
| *.elf | 可执行二进制文件，一般得到的可执行文件没有写后缀名 |
| *.a | 静态库文件，windows下后缀名为*.lib |
| *.so | 动态库文件，windows下后缀名*.dll |
3. Linux下的编译命令
命令： g++ [编译选项]
例如：
g++ main.cpp –o main
4. 编译选项
编译选项决定了编译什么，怎么编译，编到出什么结果。下面开始介绍
!!注意：编译选项区分大小写，例如1）的 –E选项
g++ -E mian.cpp //仅预处理，生成main.i文件
g++ -e main.cpp //因为g++编译器没有-e选项，因此此条语句
//等价于g++ main.cpp ,直接生成a.out文件（a.out是g++的默认的可执行文件名称）
！！以下所有出现文件名的地方都可以相对路径或绝对路径。
【编译目标相关选项】
0）什么也不写，直接g++要编译的文件，得到a.out的可执行二进制文件。
g++ main.cpp //g++采用默认参数，直接生成a.out文件
- -E：仅预处理，生成xxx.i文件，即使main.cpp有语法错误也能通过。
g++ -E mian.cpp 仅预处理，生成main.i文件
- -S：进行到编译，生成xxx.s文件，文件内容是所在机器的汇编代码。
g++ -S mian.cpp 将源文件进行到编译，得到main.s文件
- -c：进行到汇编，生成xxx.o文件。
g++ -c mian.cpp 将源文件进行到汇编，得到main.o文件
- -o：将结果输出到文件。
g++ -o main mian.cpp 编译mian.cpp，得到可执行文件main
- -M：列出源文件用到的所有头文件，包括系统头文件和自定义头文件，并生成文件依赖关系。（此条在后面makefile中有巨大作用）
g++ -M main.cpp
//执行上面这条语句，将得到
main.o: main.cpp /usr/include/stdc-predef.h /usr/include/c++/11/iostream \
/usr/include/x86_64-linux-gnu/c++/11/bits/c++config.h \
/usr/include/x86_64-linux-gnu/c++/11/bits/os_defines.h \
/usr/include/features.h /usr/include/features-time64.h \
/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/wordsize.h \
/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/timesize.h \
/usr/include/x86_64-linux-gnu/sys/cdefs.h \
/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/long-double.h \
/usr/include/x86_64-linux-gnu/gnu/stubs.h \
/usr/include/x86_64-linux-gnu/gnu/stubs-64.h \
/usr/include/x86_64-linux-gnu/c++/11/bits/cpu_defines.h \
/usr/include/c++/11/pstl/pstl_config.h /usr/include/c++/11/ostream \
/usr/include/c++/11/ios /usr/include/c++/11/iosfwd \
/usr/include/c++/11/bits/stringfwd.h \
/usr/include/c++/11/bits/memoryfwd.h /usr/include/c++/11/bits/postypes.h \
/usr/include/c++/11/cwchar /usr/include/wchar.h \
/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libc-header-start.h \
/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/floatn.h \
/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/floatn-common.h \
/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/11/include/stddef.h \
/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/11/include/stdarg.h \
/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/wchar.h \
/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types/wint_t.h \
/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types/mbstate_t.h \
/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types/__mbstate_t.h \
/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types/__FILE.h \
/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types/FILE.h \
/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types/locale_t.h \
这个结果非常长，上面只列举了一部分。这就是所谓的依赖关系，依赖关系一般写为
xxx.o : xxx.cpp xxx.h xxx1.h xxx2.h …
意思是生成xxx.o文件需要后面这些文件（依赖关系是makefile工具不可或缺的一部分）。
-MM：作用同上，但是-M选项列举的太全面了，如果只希望列举出自己写的文件，
g++ -MM main.cpp
//就会得到
main.o: main.cpp
！与-M选项相关的，还有-MF，-MD，-MG，-MMD，-MT等等选项，讲解看这篇文章吧 【Linux Makefile 生成 *.d依赖文件及 gcc -M -MF -MP等相关选项说明_EtcFly的博客-CSDN博客https://blog.csdn.net/u014170207/article/details/88208520】
【编译参数相关选项】
6) -L：用于指定库路径
-l：用于指定库文件，例如：
g++ main.cpp –lXX –L./lib/
//意思为，编译main.cpp需要用到库XX，库XX在main这个目录下的lib文件夹里，文件的名字是libXX.a或者libXX.so
补充：如果依赖的库是系统库，则不需要-L选项
TODO：库文件的搜索顺序
- -I：指定头文件位置
g++ main.cpp –I../include 编译main需要用到../include文件夹下的文件
- -W：打印警告信息
-w：关闭警告信息
【文章推荐：】（这位作者总结的很全） 【【GCC】gcc警告选项汇总–编辑中|gcc编译选项_bandaoyu的博客-CSDN博客https://blog.csdn.net/bandaoyu/article/details/115419255】
-
-g：允许gcc产生带调试信息的可执行文件test
-
-O数字：此选项为优化代码，建议选择-O2
| -O | 效果同-O1 |
| -O0 | 不做优化 |
| -O1 | 默认优化 |
| -O2 | 在-O1基础上,进行一些额外调整,如指令调整 |
| -O3 | 包含循环展开和其他优化工作 |
- –std：指定编译标准
g++ -std=c++11 main.cpp 以c++11标准编译main
- –D：加入编译宏，-D宏的名称
g++ -DLINUX –DDEBUG main.cpp 编译main时，加入LINUX或者DEBUG两个宏
5. 静态库的编译
问题：
什么是静态库，什么是动态库？
【】
Linux下静态库有统一名称格式：lib***.a，***就是库的真正名字
编译过程：
1）将所有源文件编译成目标文件（*.o）
g++ -c 源文件
2）打包所有目标文件。
ar crv libXXX.a *.o
【文章推荐：】
【linux编译生成动态库、静态库，以及使用_锅锅是锅锅的博客-CSDN博客_linux
编译动态库https://blog.csdn.net/u010835747/article/details/119151003】
【Linux —— 动态库和静态库_霄沫凡的博客-CSDN博客_linux
动态库https://blog.csdn.net/sjsjnsjnn/article/details/125836184】
6. 动态库的编译
Linux下动态库有统一名称格式：lib***.so，***就是库的真正名字
(2023.3.9更新，动态库的名字有命名规则（http://t.csdn.cn/WLj6Y)），我编译时ld死活找不到动态库，明明-L已经指定了路径，最后发现，文件夹内只有libXXX.so.0.0.0，而编译器只认libXXX.so）
编译过程：
gcc -fPIC -shared xxx.o -o libxxx.so
gcc -fPIC -shared xxx1.o xxx2.o xxx3.o -o libxxx.so
13）编译选项 -fPIC：生成位置无关代码
三、 makefile的使用
C/C++编译总结 （Linux下g++、makefile、automake）Makefile笔记
makefile的学习笔记搞完了，另开了一篇文章，主要是因为本文是用makedown写的，makefile笔记用了普通文档格式，懒得再去改一遍了。
四、automake的使用
automake最近用不到，有需要的看这篇吧，这位博主讲的很详细
linux下automake用法
参考资料：
1、跟我一起写makefile 陈皓