使用gcc/g++查看C语言预处理，编译，汇编，连接，以及动静态库的区分

文章目录

- 使用gcc/g++
- gcc如何完成编译后生成可执行文件？
- - 预处理(进行宏替换)
  - 编译（生成汇编）
  - 汇编（生成机器可识别代码）
  - 连接（生成可执行文件或库文件）
  - 最后记忆小技巧
- 在这里涉及到一个重要的概念：函数库
- - 静态库和动态库两种
  - 区分win和linux的动静态库后缀
  - 动态链接的优缺点
  - 安装C语言的静态库
  - gcc的选项

使用gcc/g++

首先检查自己的linux机器有没有安装

gcc --version

在这里插入图片描述

没有安装的话执行下面命令以安装gcc 和 g++

sudo yum install -y gcc-c++

CentOS 7默认匹配的gcc版本是4.8
gcc是一个专门用来编译链接C语言的编译器，而g++是一个专门用来编译链接C++的编译器。
C++是兼容C语言的，可以直接用g++来编译C语言，但是不能用gcc来编译C++，因为C语言不兼容C++

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gcc如何完成编译后生成可执行文件？

gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

预处理(进行宏替换)

预处理功能主要包括宏定义，文件包含，条件编译，去注释等
预处理指令是以#号开头的代码行

gcc -E test.c -o test.i

选项 “-E” ，该选项的作用是让 gcc 在预处理结束后停止编译过程。（也就是说：从现在开始进行程序的翻译，如果预处理完成，就停下来了）
选项 “-o” 是指目标文件，“.i” 文件为已经过预处理的C原始程序。

下面我们看一段代码进行预处理后的情况：

在这里插入图片描述

清晰的看到，宏定义，文件包含，条件编译，去注释等已经生效了

在这里插入图片描述

再来看下面的代码

int main()
{
    for(int i = 0; i < 10; i++)
    {
        printf("hello lsl%d\n",i);
    }

    return 0;
}

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使用gcc编译的时候是编不过的~~，这是因为我们现在安装gcc版本是4.xxx
这个版本for循环里面不能定义变量，需要加一个选项-std=c99，再进行编译就可以了

gcc test.c -o test -std=c99

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编译（生成汇编）

在这个阶段中gcc 首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等,以确定代码的实际要做的工作,在检查无误后,gcc 把代码翻译成汇编语言。

gcc -S test.i -o test.s

“-S”选项来进行查看,该选项只进行编译而不进行汇编,生成汇编代码。

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汇编（生成机器可识别代码）

汇编阶段是把编译阶段生成的“.s”文件转成目标文件

gcc -c test.s -o test.o

“-c”就可看到汇编代码已转化为“.o”的二进制目标代码了

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连接（生成可执行文件或库文件）

在成功编译之后就轮到链接阶段。

gcc test.o -o mytest

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上面所用到的gcc可以替换成g++选项通用~~

最后记忆小技巧

预处理、编译、汇编对应的gcc选项分别是 “-E”、“-S”、“-c”，我们把这几个字母连起来也就是键盘的最左上角那个键【Esc】，我们只需要记住E和S是大写的，c是小写的即可。
而预处理、编译、汇编后形成的文件后缀连起来就是【iso】（iso也就是镜像文件的后缀）。
所以最后我们只需要记住选项【Esc】对应文件后缀【iso】即可。

在这里涉及到一个重要的概念：函数库

我们的C程序中，并没有定义“printf”的函数实现,且在预编译中包含的“stdio.h”中也只有该函数的声明,而没有定义函数的实现,那么,是在哪里实“printf”函数的呢?
最后的答案是:系统把这些函数实现都被做到名为 libc.so.6 的库文件中去了,在没有特别指定时,gcc 会到系统默认的搜索路径“/usr/lib”下进行查找,也就是链接到 libc.so.6 库函数中去,这样就能实现函数“printf”了,而这也就是链接的作用

ls /usr/include/

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静态库和动态库两种

在使用gcc编译c语言后可以使用ldd命令就可以查看这个可执行程序锁依赖的库

ldd mytest

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我们可以查看这里的动态库路径
这里的libc.so.6，lib为前缀，so.6为后缀，中间的c就是这个库的名字，也就是C语言的

在这里插入图片描述

也可以打印绝对路径来

在这里插入图片描述

查看Linux的大部分动静态库

ls /lib64

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函数库一般分为静态库和动态库两种，静态库是指编译链接时，把库文件的代码全部加入到可执行文件中，因此生成的文件比较大，但在运行时也就不再需要库文件了。
其后缀名一般为 “.a”动态库与之相反 ，在编译链接时并没有把库文件的代码加入到可执行文件中，而是在程序执行时由运行时链接文件加载库，这样可以节省系统的开销。
动态库一般后缀名为“.so”，前面所述的 libc.so.6 就是动态库。
gcc 在编译时默认使用动态库。完成了链接之后,gcc 就可以生成可执行文件
gcc默认生成的二进制程序，是动态链接的，这点可以通过 file 命令验证。

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区分win和linux的动静态库后缀

动态链接——需要动态库
静态链接——需要静态库

Linux下的文件名后缀：.so（动态库），.a（静态库）
Windows下的文件名后缀：.dll（动态库），.lib（静态库）

动态链接的优缺点

上面也说了gcc默认形成的可执行文件，默认采用动态链接

动态库与动态链接的优缺点：

不能丢失
节省资源

静态库与动态链接的优缺点：

一旦形成，和库无关
浪费资源

最后我们看一下使用gcc静态链接形成可执行文件
形成的文件大小是不一样的【差别很大】，因为使用静态编译就会

gcc test.c -o test-static -static

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再次使用ldd命令查看一下

在这里插入图片描述

有些同学是使用-static静态链接是无法生成的，因为gcc默认没有安装静态库，提示下面的信息

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安装C语言的静态库

执行下面的命令以安装

sudo yum install -y glibc-static libstdc++-static

显示以下就成功啦~~

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gcc的选项

-E	只激活预处理，这个不生成文件，你需要把它重定向到一个输出文件里面。
-S	编译到汇编语言不进行汇编和链接。
-c	编译到目标代码。
-o	文件输出到文件。
-static	此选项对生成的文件采用静态链接。
-g	生成调试信息。GNU 调试器可利用该信息。
-shared	此选项将尽量使用动态库，所以生成文件比较小，但是需要系统由动态库。
-O0	不做任何优化，这是默认的编译选项。
-O1	对程序做部分编译优化，对于大函数，优化编译占用稍微多的时间和相当大的内存。使用本项优化，编译器会尝试减小生成代码的尺寸，以及缩短执行时间，但并不执行需要占用大量编译时间的优化。
-O2	是比O1更高级的选项，进行更多的优化。gcc将执行几乎所有的不包含时间和空间折中的优化。当设置O2选项时，编译器并不进行循环打开（）loop unrolling以及函数内联。与O1比较而言，O2优化增加了编译时间的基础上，提高了生成代码的执行效率。
-O3	比O2更进一步的进行优化，-O3的优化级别最高。
-w	不生成任何警告信息。
-Wall	生成所有警告信息。