gcc/g++

• GCC:GNU Compiler Collection(GUN 编译器集合)，它可以编译C、C++、JAV、Fortran、Pascal、Object-C等语言。
  • gcc是GCC中的GUN C Compiler（C 编译器）
    g++是GCC中的GUN C++ Compiler（C++编译器）
• 由于编译器是可以更换的，所以gcc不仅仅可以编译C文件。所以，更准确的说法是：gcc调用了C compiler，而g++调用了C++ compiler

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gcc和g++的主要区别

1. 对于 .c和.cpp文件，gcc分别当做c和cpp文件编译（c和cpp的语法强度是不一样的）

2. 对于 .c和.cpp文件，g++则统一当做cpp文件编译

3. 使用g++编译文件时，g++会自动链接标准库STL，而gcc不会自动链接STL

4. gcc在编译C文件时，可使用的预定义宏是比较少的

5. gcc在编译cpp文件时/g++在编译c文件和cpp文件时（这时候gcc和g++调用的都是cpp文件的编译器），会加入一些额外的宏。

6. 在用gcc编译c++文件时，为了能够使用STL，需要加参数 –lstdc++ ，但这并不代表 gcc –lstdc++ 和 g++等价，它们的区别不仅仅是这个。

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gcc编译器

• gcc可以分步骤编译，预处理，编译，汇编，最后链接生成可执行文件。
    可执行文件在Linux系统上一般表现位ELF目标文件(OBJ文件)。

• 通过下列方式编译可以得到，每一步处理之后的过程文件：
  

  • 也可以一步到位
  • 

• -static 此选项对生成的文件采用静态链接

• -shared 此选项将尽量使用动态库，所以生成文件比较小，但是需要系统有动态库.

• -O0-3 编译器的优化选项的4个级别，-O0表示没有优化,-O1为缺省值，-O3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。

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编译链接：

• 预处理功能主要包括宏替换,文件包含,条件编译,去注释等。
• 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。
• 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“.o”的二进制目标文件
• 链接：生成可执行文件或库文件
  

链接步骤：

1.符号解析
  程序中有定义和引用的符号（包括变量名，函数名），存放在符号表（.symtab）。符号表是一个结构数组，包含符号名、长度和位置等信息。编译器将符号的引用存放在重定位节（.rel.text和.rel.data）。链接器将每个符号的引用都与一个确定的符号定义建立关联。

2.重定位
  将多个代码段和数据段分别合并为一个单独的代码段和数据段，计算每个定义的符号在虚拟地址空间的绝对地址。将可执行文件中的符号引用处修改为重定位后的地址信息。

• 更多详情点这里：谈谈程序链接及分段那些事

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file、ldd

• 通过file 可执行文件和ldd 可执行文件，可以看到文件的链接方式和动态链接库。
• Linux操作系统下都是动态链接。
  

动态链接 vs 静态链接

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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。

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• 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”,如前面所述的 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,

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• 静态链接生成的文件虽然可以独立运行，但大小几乎是动态链接的10倍，体积过大。
• 动态链接运行时需要再加载，省内存，编译效率高，但如果某个库缺失，程序就会挂掉。
  

参考文章

• C/C++语言编译链接过程
• Carbon 漂亮的源代码语法高亮图片：
• 谈谈程序链接及分段那些事

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• 为什么不直接把高级语言直接翻译成二进制呢？，，因为高级语言后出现，且再做一遍相关的转换工作，费时费力；所以先处理，在转成汇编就很方便。这是事情叫做站在前人的肩膀上；如果有什么bug，就叫做历史 遗留问题。

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• 编译器怎么直到我的代码是更新过的呢？
  修改文件的时候，会修改源文件时间窗，编译器会根据老的程序结合文件修改的时间进行对比，进而确定哪个文件被改过了，再编译特定的文件就可以了。