Linux下g++编译c++程序过程说明

参考：https://blog.csdn.net/Three_dog/article/details/103688043

事前准备

文件夹中创建main.cpp，hellow.cpp，hellow.h文件，文件中的代码如下：

//hellow.h
#ifndef _HELLOW_H_ 
#define _HELLOW_H_ 

class Hellow
{
public:
    Hellow();
    void hi();
    ~Hellow();
};
#endif  //Hellow

//hellow.cpp
#include "hellow.h"
#include 
using namespace std;

Hellow::Hellow()
{

}

void Hellow::hi()
{
    cout << "hello" << endl;
}

Hellow::~Hellow()
{

}

#include "hellow.h"

using namespace std;

int main()

{

  Hellow h;
  h.hi();

  return 0;

}

一.g++ 编译代码的过程示例

g++编译器的主要工作流程：源代码 (source code) → 预处理器 (preprocessor) → 编译器 (compiler) → 汇编程序 (assembler) → 目标代码 (object code) → 链接器 (Linker) → 可执行程序 (executables)。

1. 可以使用g++ -E 让g++ 在预处理之后停止编译过程，生成 *.ii(.c文件生成的是*.i) 文件。因为上面写的main.cpp中没有任何预编译指令，所以预编译生成与源文件几乎没有差别。这里预编译一下hellow.cpp与main.cpp文件

   g++ -E hellow.cpp hellow.h -o hellow.ii
   g++ -E main.cpp -o main.ii
   

   
   
   编译完成后，#include引入的内容 被全部复制进预编译文件中，除此之外，如果文件中有使用宏定义也会被替换处理。预编译过程最主要的工作，就是宏命令的替换，#include命令的工作就是单纯的导入，这里其实并不限制导入的类型，甚至可以导入.cpp、.txt等等。

2. g++ 编译阶段：C++ 语法错误的检查，就是在这个阶段进行。在检查无误后，g++ 把代码翻译成汇编语言。可以使用-S 选项进行查看，该选项只进行编译而不进行汇编，生成汇编代码。

   g++ -S main.ii -o main.s
   g++ -S hellow.ii -o hellow.s
   

   
   

3. g++ 汇编阶段：生成目标代码 *.o

   g++ main.cpp -c -o main.o
   g++ hellow.cpp -c -o hellow.o
   

   

4. 链接生成可执行文件

   g++ main.o hellow.o -o main
   

   

5. run

   ./main
   

   

二.使用g++生成静态链接库和动态链接库

生成静态链接库

使用ar命令进行“归档”（.a的实质是将文件进行打包）

ar crsv libhellow.a hellow.o 

• r 替换归档文件中已有的文件或加入新文件 (必要)
• c 不在必须创建库的时候给出警告
• s 创建归档索引
• v 输出详细信息
  

生成动态链接库

使用g++ -shared 命令指定编译生成的是一个动态库

g++ hellow.cpp -fPIC -shared -o libhellow.so.0.1

• -shared:告诉编译器生成一个动态链接库
• -o:指示实际生成的动态链接库（这里是libtest.so.0.1）
• -fPIC
  fPIC的全称是 Position Independent Code， 用于生成位置无关代码（看不懂没关系，总之加上这个参数，别的代码在引用这个库的时候才更方便，反之，稍不注意就会有各种乱七八糟的报错）。
  使用-fPIC选项生成的动态库，是位置无关的。这样的代码本身就能被放到线性地址空间的任意位置，无需修改就能正确执行。通常的方法是获取指令指针的值，加上一个偏移得到全局变量/函数的地址。
  关于PIC参数的详细解读：点此链接
  在gcc中，如果指定-shared不指定-fPIC会报错，无法生成非PIC的动态库，不过clang可以。

库中函数和变量的地址是相对地址，不是绝对地址，真实地址在调用动态库的程序加载时形成。
动态库的名称有别名(soname),真名(realname)和链接名(linker name)。

• 真名是动态库的真实名称，一般总是在别名的基础上加上一个小的版本号，发布版本构成

• 别名由一个前缀lib，然后是库的名字加上.so构成，例如：libQt5Core.5.7.1

• 链接名，即程序链接时使用的库的名字，例如：-lQt5Core
  在动态链接库安装的时候总是复制库文件到某个目录，然后用软连接生成别名，在库文件进行更新的时候仅仅更新软连接即可。

• 生成的库文件总是以libXXX开头，这是一个约定，因为在编译器通过-l参数寻找库时，比如-lpthread会自动去寻找libpthread.so和libpthread.a。
  如果生成的库并没有以lib开头，编译的时候仍然可以连接到，不过只能以显示加在编译命令参数里的方式链接。例如:

  g++ main.o hellow.so
  

三.静态编译与动态编译程序

静态编译程序

g++ main.o libhellow.a -o main

编译完成后可以运行a.out查看效果，通过ldd命令查看运行a.out所需依赖，可以看到静态编译的程序并不依赖libtest库。

动态编译程序

g++ main.o ./libhellow.so.0.1 -o main

四.动态链接库的添加方式

1. 编译程序时直接指定动态链接库所在目录

   g++ main.o ./libhellow.so.0.1 -o main
   

   

   或者

   g++ main.o /home/nflg/a/libhellow.so.0.1 -o main
   

   

2. 通过-L指定动态链接库所在文件夹

   g++ main.o -lhellow -L. -o main
   

   

3. 通过LIBRARY_PATH添加动态链接库

   LIBRARY_PATH=/home/nflg/a/ g++ main.o -lhellow -o main
   

   

4. 直接将动态链接库添加到、/usr/lib文件夹中
   

五.动态链接库以及头文件搜索顺序

动态链接库

运行时库的查找顺序：

1. 编译目标代码时指定的动态库搜索路径（-rpath）；
2. 环境变量LD_LIBRARY_PATH指定的动态库搜索路径；
3. 配置文件/etc/ld.so.conf中指定的动态库搜索路径；
4. 默认的动态库搜索路径/lib；
5. 默认的动态库搜索路径/usr/lib.

头文件

1. 先搜索当前目录
2. 然后搜索-I指定的目录
3. 再搜索gcc的环境变量CPLUS_INCLUDE_PATH（C程序使用的是C_INCLUDE_PATH）
4. 最后搜索gcc的内定目录
   /usr/include
   /usr/local/include
   /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.1.1/include