淺探C 程式編譯過程

通常說的編譯指由源**生成可執行檔案的過程。c++程式的編譯又可以分為幾個子過程：

預處理（preprocessing）：在編譯前的對源**進行文字上的預處理。輸出.i檔案。

編譯（compilation）：將源**轉化為彙編**。輸出.s檔案。

彙編（assembly）：將彙編**轉化為二進位制檔案。輸出.o檔案。

平時執行的編譯命令：

g++ helloworld.cpp -o helloworld.out

預設執行的步驟是執行所有步驟，生成可執行檔案，並刪除中間檔案。所以很少看到什麼 .i, . s, .o檔案。但是你可以使用引數指定執行到哪一步為止：

g++ -e test.cpp -o test.i //生成預處理後的.i檔案 g++ -s test.i -o test.s //生成彙編.s檔案 g++ -c test.s -o test.o //生成二進位制.o檔案

g++ test.o -o test.out //生成二進位制.out可執行檔案

編譯和彙編不贅述，說一下預處理和鏈結。

預處理由預處理器執行，根據源**的預處理指令對源程式進行編譯前處理。

預處理指令在由#標識,#必須是該行的第乙個非空字元。預處理指令不屬於c/c++語句，所以不需要加分號。主要的預處理指令有#include,#define,#ifdef/ifndef...#endif。

其它指令用的不多，就不一一枚舉了。這裡看乙個例子領會預處理：


#ifndef myheader_h
#define myheader_h
#define pi 3.14
struct circur
;#endif


#include "myheader.h"
#define flag     //定義乙個標誌巨集
#define pow(x) ((x) * (x))  //用巨集實現函式功能
int main()
;#ifdef flag    //條件編譯
double area;
area = pi * pow(circur.radium);
#endif
return 0;
}

使用命令g++ -e prepro.cpp -o prepro.i可以檢視預處理生成的 prepro.i檔案：

# 1 "prepro.cpp"
# 1 ""
# 1 ""
# 1 "prepro.cpp"
# 1 "myheader.h" 1
struct circur
;# 2 "prepro.cpp" 2
int main()
;    double area;
area = 3.14 * ((circur.radium) * (circur.radium));
return 0;
}

那些#開頭的字串是注釋。可以看到，標頭檔案的結構定義被複製過來了，巨集定義也都被替換，條件編譯部分也順利保留下來。

乙個cpp檔案（翻譯單元）生成乙個.o檔案，並不能直接執行，因為它可能引用了其它cpp檔案的變數和函式，或者引用標準庫的函式，這些被引用的.o檔案被稱為庫(library)，程式必須與庫放在一起才能正確執行。鏈結器的工作正是檢索庫檔案並把它與程式鏈結。

靜態鏈結是把程式與庫檔案打包在一起，它的優點是執行快，移植性好。明顯缺點是（1）目標程式大；（2）如果兩個程式引用了同乙個庫，那麼它們同時執行時會在記憶體中存在兩個副本，浪費記憶體；（3）庫更新後必須重新鏈結。

動態鏈結（預設）則是在程式執行時才進行鏈結的，需要借助動態鏈結器完成。程式在裝載的時候發現引用了某個動態庫（共享庫），則告訴動態鏈結器，動態鏈結器檢查該庫是否在記憶體中，如果在，直接告訴程式它的位址，只有當庫不在記憶體時才需要載入，這樣，即使多個程式引用了相同的庫，記憶體中只會存在乙個庫副本。

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