C语言易错知识点十(编译与链接)

❀❀❀ 文章由@不准备秃的大伟原创 ❀❀❀

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        啊呀，真是许久不见啊~不知道大家有没有想我呢？hh~~  今天上午终于把学校的考试考完了，累鼠了(其实没怎么复习，前段时间都在玩的(* /ω＼*)) 。所以今天把许久未更新的博客给大家来推一推进度。 

        其实硬说知识点的话C语言已经没有什么知识点了，本篇的编译与链接只是为了让大家更好的了解我们的代码的工作原理，让大家对我们的编程理解的更加深刻。

        好的，废话不多说，现在正式开始我们的内容：

                翻译环境和运⾏环境

        在我们的代码的实现过程中存在两种环境：

  第1种是翻译环境，在这个环境中源代码被转换为可执⾏的机器指令。

  第2种是执⾏环境，它⽤于实际执⾏代码。

        那我们分别来看一下翻译环境和运行环境：

        1.翻译环境

  翻译环境是由编译和链接两个⼤的过程组成的，⽽编译⼜可以分解成：预处理（有些书也叫预编 译）、编译、汇编三个过程。 

         我们都知道，一个C语言程序可能由多个.c文件组成，那么这些文件又是如何生成可执行文件的呢？

• 多个.c⽂件单独经过编译出编译处理⽣产对应的⽬标⽂件。

• 注：在Windows环境下的⽬标⽂件的后缀是 .obj ，Linux环境下⽬标⽂件的后缀是 .o

• 多个⽬标⽂件和链接库⼀起经过链接器处理⽣成最终的可执⾏程序。

• 链接库是指运⾏时库(它是⽀持程序运⾏的基本函数集合)或者第三⽅库。

        如图所示：

         再将编译器展开为三个过程，就变成了以下的过程：

        1.预处理

        在预处理阶段，源⽂件和头⽂件会被处理成为.i为后缀的⽂件。预处理阶段主要处理那些源⽂件中#开始的预编译指令。⽐如：#include,#define，处理的规则如下：

• 将所有的 #define 删除，并展开所有的宏定义。

• 处理所有的条件编译指令，如： #if、#ifdef、#elif、#else、#endif 。

• 处理#include 预编译指令，将包含的头⽂件的内容插⼊到该预编译指令的位置。这个过程是递归进 ⾏的，也就是说被包含的头⽂件也可能包含其他⽂件。

• 删除所有的注释

• 添加⾏号和⽂件名标识，⽅便后续编译器⽣成调试信息等。

• 或保留所有的#pragma的编译器指令，编译器后续会使⽤。

        ps:  经过预处理后的.i⽂件中不再包含宏定义，因为宏已经被展开。并且包含的头⽂件都被插⼊到.i⽂件 中。所以当我们⽆法知道宏定义或者头⽂件是否包含正确的时候，可以查看预处理后的.i⽂件来确认。 

        2.编译 

        编译过程就是将预处理后的⽂件进⾏⼀系列的：词法分析、语法分析、语义分析及优化，⽣成相应的 汇编代码⽂件。

        在此之间，源代码会被输入扫描器，再下来进入语法分析器，最后进入语义分析器。

        扫描器：简单的进⾏词法分析，把代码中的字符分割成⼀系列 的记号（关键字、标识符、字⾯量、特殊字符等）

        语法分析器：将对扫描产⽣的记号进⾏语法分析，从⽽产⽣语法树。这些语法树是以表达式为 节点的树。

        语义分析器：对表达式的语法层⾯分析。编译器所能做的分析是语义的静态分 析。静态语义分析通常包括声明和类型的匹配，类型的转换等。这个阶段会报告错误的语法信息。

        3.汇编 

        汇编器是将汇编代码转转变成机器可执⾏的指令，每⼀个汇编语句⼏乎都对应⼀条机器指令。就是根 据汇编指令和机器指令的对照表⼀⼀的进⾏翻译，也不做指令优化。

        4.链接

        链接过程主要包括：地址和空间分配，符号决议和重定位等这些步骤。链接解决的是⼀个项⽬中多⽂件、多模块之间互相调⽤的问题。

        2.运行环境

  1. 程序必须载⼊内存中。在有操作系统的环境中：⼀般这个由操作系统完成。在独⽴的环境中，程序 的载⼊必须由⼿⼯安排，也可能是通过可执⾏代码置⼊只读内存来完成。

  2. 程序的执⾏便开始。接着便调⽤main函数。

  3. 开始执⾏程序代码。这个时候程序将使⽤⼀个运⾏时堆栈（stack），存储函数的局部变量和返回 地址。程序同时也可以使⽤静态（static）内存，存储于静态内存中的变量在程序的整个执⾏过程 ⼀直保留他们的值。

  4. 终⽌程序。正常终⽌main函数；也有可能是意外终⽌。

        OK，其实我们的本篇也就到此为止了，本身没有太多的内容，大家更偏向理解就好了，现阶段最主要的还是写代码！

        人生就是一列开往坟墓的列车，路途上会有很多站，很难有人可以自始至终陪着你走完。当陪你的人要下车时，即使不舍也该心存感激，然后挥手道别。                 ----------宫崎骏 

    本篇博客也就到此为止了，送大家一碗鸡汤，勉励自己以及这世界上所有追逐梦想的赤子趁年华尚好努力提升自己，莫欺少年穷！