初识Linux · 有关gcc/g++

前言：

继上文介绍了vim 和 yum，相当于介绍了 文本编译器，我们可以利用vim写代码，那么写代码的我们了解了，现在应该了解编译器了吧？这不，gcc 和 g++就出来了，我们就简单介绍一下gcc 和 g++的一些区别，咱们的侧重点是在程序的翻译上面。

1 gcc和g++

我们没有了解到gcc和g++之前，在Linux上甚至没有办法编辑代码，那么现在我们可以了，gcc是一个只能编辑C语言代码的编辑器，我们使用的时候大概率会出现版本问题，g++同理，是一个编辑C++语言的编辑器，同时，也可以编辑C语言的代码。

刚才提及到的版本问题，这里演示：

当我们在.c文件里面写了for循环之后，gcc就编辑不了，说这是C99的，而因为我们编译器的版本没有升级，所以我们需要加上：

这就可以完成版本为C99的编译了，-o是指定编译成什么名。

在C++中，vs的后缀一般是.cpp，在Linux中，C++文件名的后缀可以是.cc .cpp甚至可以是.cxx，我们来编译试试：

这样就可以了，那么我们试试gcc编译C++的代码呢：

就会报这么一大堆的错误，说白了，就是gcc不认识C++中流罢了。

当然了，有的时候我们写代码写了新特性，就会导致编译失败，我们多注意，或搜索升级一下g++ gcc就可以了。

2 翻译过程

我们写好了代码，编译器成功编译了，我们不免会好奇，代码是如何经过一层一层的编译，逐渐变成了一个一个我们不认识的字符的？

那么就不免提及翻译过程，其实在C语言阶段我们就或多或少接触了些底层知识，比如汇编，比如代码编译的时候分为预处理，编译，汇编，链接部分。本文就着重于这四个部分，进行编译器背后的故事的介绍了。

2.1 预处理

结合C语言阶段的编译链接知识，我们知道预处理阶段是进行宏替换，头文件展开，去掉注释等工作的，还牵扯到了条件编译部分，那么我们想要看预处理阶段的代码怎么看呢？

只需要gcc -E test.c -o test.i即可：

这是我们的测试代码：

编译成功之后，我们使用vim打开文件看看：

800多行，可以判定为头文件展开了，M的位置变成了100，代表宏替换也完成了。中间的一大堆注释也不见了，可以判定为去掉注释成功了。

这里简单带一下条件编译的内容，主要用到指令 -D，测试代码为：

编译也是没有问题的，我们先来默认编译一下：

默认打印的是0，那么我们使用-D快捷定义一下：

D和V1之间可以空格可以不空，这就是条件编译。

此时可以发现里面的除了定义V2留下的，其他都没有了就，这是预处理阶段。

2.2 编译

可以发现，经过预处理部分，我们的代码还是C语言的代码，代码的本质是没有发生改变的，那么在编译阶段，代码开始变为汇编语言了，使用的指令就是gcc -S test.i ，我们可以从.c文件开始编译，也可以从.i文件开始编译，从.c文件开始无非就是走一次预处理阶段。

当我们打开了这个test.s文件，可以发现里面的东西已经变成了我们不认识的，说白了，就是变成了汇编代码，往后看：

就跟我们Vs调试的底层没有区别，都是些助记符什么的。

2.3 汇编

到汇编阶段的时候，我们就更看不懂了，因为这是从汇编阶段转向了二进制目标文件，其实我们平常也是经常接触的，比如：

.obj就是目标文件，在Linux中对应的目标文件我们需要使用gcc -c test.s -o test.o来完成：

里面就是诸如此类的乱码，这是在汇编阶段要做的事。

那么，我们是否思考过为什么代码编译的时候是从C语言->汇编->二进制目标文件的吗？

这就不得不牵扯到历史故事了，这是一个编译器自举的过程。

最开始是只有二进制的，使用的是二进制的打点方式来表达的代码，那么我们想要编译这个代码，就需要一个二进制的编译器，此时，对应了汇编部分的.o文件。前人使用二进制编写了一个二进制的编译器，这是前提。语言是跟随着时代发展的，所以后面许多语言就发明出来了，但是对应的编译器从哪里找呢？从头研发一个吗？好像有点麻烦，我们不是已经有了基础吗？就是二进制的编译器，前人使用二进制语言编写了两个X语言的编译器，A编译器编译B，获得了B.exe，那么B.exe的本质就是二进制语言，我们修改B.exe只需要不停的修改源代码，再使用A编译器就可以完成编译器的修改，此时基本过程已经创建，二进制编译器编译了一个X语言的编译器，那么编译X语言的时候就会走到二进制。而语言的发展是二进制到汇编的，所以，过程是C语言到汇编到二进制，二进制编译X语言的编译器，使得B.exe变成一个完美的X语言的编译器这个过程叫做编译器的自举。

对于历史故事我们应该了解一下。

2.4 链接

好了，预备工作已经做好了，现在只需要生成可执行文件就行了，此时就是链接要做的事情，那么为什么存在链接的这个过程呢？链接的过程是在做什么呢？怎么做的呢？这是我们在链接部分要考虑的事：为什么？是什么？怎么做？

第一个问题，什么是链接？

我们是否思考过为什么我在文本编译器里面写上了printf，引用一个头文件就可以实现打印了，难道是只需要一个头文件就可以使用函数吗？

并不完全是的，函数确实是在头文件里面没有错，但是呢，头文件来源于哪里呢？我们学习计算机的都应该知道，C语言有自己的标准库，C++有自己的标准库，那么标准库存放的是什么？标准库存放的是头文件没有问题，那么标准库在哪里呢？

所以，就牵扯到了链接了，我们写下了代码，引用了头文件，本地配置就会和标准库建立链接，所以我们才能够完成函数调用。

我们平常查看任务处理器的时候，不免的会发现很多.dll文件，或者是.lib文件，这实际上就是标准库，我们在安装编译器的时候，安装的不仅仅有头文件，还有该语言的标准库。

安装任何软件的时候，如果说涉及到了库，在Linux中，.so是动态库，.a是静态库，在windows中，.dll是动态库，.lib是静态库。

我们可以使用ldd命令来查看一个可执行程序，会打印出链接的什么库。我们可以看到/lib64/libc.so.6，库的名称是去掉前缀，再去掉后缀，前缀是lib 后面是.so.6，留下的是一个c，代表这就是C语言的标准库。因为是.so，所以这是一个动态库。

那么为什么有库的概念，这是因为可以提高效率，让我们粘在巨人的肩膀上。

那么为什么有静态库和动态库的概念？动态库可以理解你去网吧上网，使用了网吧的机器，静态库可以理解为你把网吧的机器搬回来了，那么二者的区别在于，动态库地方集中一个点，方便压缩空间，而静态库的区别是每个人都要拿一台电脑，会导致重叠的空间变大，导致效率不够高。

我们可以看看动态库和静态库的大小区别，当然了，因为静态库的大小确实很大，所以一般机器上是默认没有安装的，安装的指令如下：

sudo yum install glibc-static libstdc++-static

可以看到大小相差了一百倍之多，那么静态库的应用场景是什么呢？

比如你希望你的程序具有很强的跨平台性，过去了不用配置其他东西，那么你使用静态库，将所有东西都拷贝一遍，跨平台了自然就不需要配置了。

这就是链接部分的些许介绍。

感谢阅读！