g++入门教程

1.g++简介

g++是GNU开发的C++编译器,是GCC(GNU Compiler Collection)GNU编译器套件的组成部分。另外,gcc是GNU的C编译器。

看官方手册你会发现g++的命令选项真的多如繁星,令人头皮发麻。但是常用的命令选项也就那几个,完成我们的日常编译,g++使用起来还是比较简单的!

g++编译器是GCC的一部分,GCC编译工作一般分为四个步骤: (1)预处理(Preprocessing)。由预处理器cpp完成,将.cpp源文件预处理为.i文件。

g++  -E  test.cpp  -o  test.i    //生成预处理后的.i文件

(2)编译(Compilation)。将.i文件编译为.s的汇编文件。使用-S选项,只进行编译而不进行汇编,生成汇编代码。这里的编译器具体是什么,我暂时还不清楚,知道的请留言告知,万分感谢。百度百科说是egcs,但是我在Linux并没有查到该命令。

g++ -S test.i -o test.s         //生成汇编.s文件

(3)汇编(Assembly)。由汇编器as完成,将.s文件汇编成.o的二进制目标文件。

g++  -c  test.s  -o  test.o    //生成二进制.o文件

(4)链接(Linking)。由链接器ld,将.o文件连接生成可执行程序。

g++ test.o  -o  test.out      //生成二进制.out可执行文件 

2.命令格式

gcc [-c|-S|-E] [-std=standard]
    [-g] [-pg] [-Olevel]
    [-Wwarn...] [-pedantic]
    [-Idir...] [-Ldir...]
    [-Dmacro[=defn]...] [-Umacro]
    [-foption...] [-mmachine-option...]
    [-o outfile] [@file] infile...

3.命令选项

关于g++的命令选项,大家可以参考g++百度百科或者GCC官方手册,或者使用man g++单独查看g++使用手册。

下面列出常用的命令选项。

(1)总体选项

-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。例子用法:   
    gcc -E hello.c > pianoapan.txt   
    gcc -E hello.c | more   
    慢慢看吧,一句`hello word`也要预处理成800行的代码。     
-S   
    只激活预处理和编译,就是指把文件编译成为汇编代码。例子用法: 
    gcc -S hello.c   
    将生成.s的汇编代码,可以用文本编辑器查看。    
-c    
    只激活预处理,编译,和汇编,也就是他只把程序做成obj文件。例子用法:   
    gcc -c hello.c   
    将生成.o的目标文件(object file)。 
-o
    指定目标名称,缺省的时候,gcc/g++编译出来的文件是a.out。例子如下:   
    g++ -o hello.out hello.cpp
    g++ -o hello.asm -S hello.cpp   

(2)目录选项

-I[dir]
    在你是用#include "file"的时候,gcc/g++会先在当前目录查找你所指定的头文件,如果没有找到,会到系统默认的头文件目录找。如果使用-I指定了目录,编译器会先在指定的目录查找,然后再去系统默认头文件目录查找。对于#include <file>,gcc/g++会到-I指定的目录查找,查找不到,然后再到系统默认的头文件目录查找。
-include [file]
    相当于“#include”,用于包含某个代码,简单来说,就是编译某个文件,需要另一个文件的时候,就可以   
    用它设定,功能就相当于在代码中使用#include。例子用法:   
    gcc hello.c -include /root/pianopan.h   
-I-
    就是取消前一个参数的功能,所以一般在-Idir之后使用   
-idirafter [dir]   
    在-I的目录里面查找失败,将到目录dir里面查找。
-iprefix [prefix],-iwithprefix [dir]
    一般一起使用,当-I的目录查找失败,会到prefix+dir下查找。
-L[dir]   
    编译的时候,指定搜索库的路径。比如你自己的库,可以用它指定目录,不然编译器将只在标准库的
    目录找。这个dir就是目录的名称。
-l[library]    
    指定编译的时使用的库,例子用法   
    gcc -lcurses hello.c   
    使用curses库编译连接,生成程序。  

(3)预处理选项

-Dmacro
    相当于C语言中的#define macro。
-Dmacro=defn   
    相当于C语言中的#define macro=defn。
-Umacro
    相当于C语言中的#undef macro。
-undef
    取消对任何非标准宏的定义。

(4)链接方式选项

-static
    此选项将禁止使用动态库。优点:程序运行不依赖于其他库。缺点:可执行文件比较大。
-shared
    此选项将尽量使用动态库,为默认选项。优点:生成文件比较小。缺点:运行时需要系统提供动态库。
-symbolic
    建立共享目标文件的时候,把引用绑定到全局符号上。对所有无法解析的引用作出警告(除非用连接选项,
    '-Xlinker -z -Xlinker defs'取代)。注:只有部分系统支持该选项。
-Wl,-Bstatic
    告诉链接器ld只链接静态库,如果只存在动态链接库,则链接器报错。
-Wl,-Bdynamic
    告诉链接器ld优先使用动态链接库,如果只存在静态链接库,则使用静态链接库。

(5)错误与告警选项

-Wall
    一般使用该选项,允许发出GCC能够提供的所有有用的警告。也可以用-W{warning}来标记指定的警告。
-pedantic
    允许发出ANSI/ISO C标准所列出的所有警告。
-pedantic-errors
    允许发出ANSI/ISO C标准所列出的错误
-werror
    把所有警告转换为错误,在警告发生时中止编译过程。
-w
    关闭所有警告,建议不要使用此项。

(6)调试选项

 -g   
    指示编译器,在编译时,产生调试信息。
-gstabs   
    此选项以stabs格式生成调试信息,但不包括gdb调试信息。 
-gstabs+   
    此选项以stabs格式声称调试信息,并且包含仅供gdb使用的额外调试信息.   
-ggdb    
    此选项将尽可能的生成gdb可以使用的调试信息。
-glevel
    请求生成调试信息,同时用level指出需要多少信息,默认的level值是2。

(7)优化选项

-O0   
-O1   
-O2   
-O3   
    编译器优化选项分为4个级别,-O0表示没有优化,-O1为缺省值,建议使用-O2,-O3优化级别最高。

(8)其他选项

-fpic
    编译器就生成位置无关目标码.适用于共享库(shared library).
-fPIC
    编译器就输出位置无关目标码.适用于动态连接(dynamic linking),即使分支需要大范围转移。
-v 显示详细的编译、汇编、连接命令
-pipe
    使用管道代替编译过程中的临时文件,在使用非gnu汇编工具的时候,可能有些问题   
    g++ -pipe -o hello.out hello.cpp
-ansi
    关闭gnu c中与ansi c不兼容的特性,激活ansi c的专有特性(包括禁止一些asm inline typeof关键字,以及
    UNIX,vax等预处理宏。
-fno-asm   
    此选项实现ansi选项功能的一部分,它禁止将asm,inline和typeof用作关键字。   
-fno-strict-prototype
    只对g++起作用,使用这个选项,g++将对不带参数的函数,都认为是没有显式的对参数的个数和类型说明,而不是没有
    参数.而gcc无论是否使用这个参数,都将对没有带参数的函数,认为没有显式说明的类型。
-fthis-is-varialble   
    就是向传统c++看齐,可以使用this当一般变量使用。
-fcond-mismatch   
    允许条件表达式的第二和第三参数类型不匹配,表达式的值将为void类型。
-funsigned-char   
-fno-signed-char   
-fsigned-char   
-fno-unsigned-char   
    这四个参数是对char类型进行设置,决定将char类型设置成unsigned char(前两个参数)或者signed char(后
    两个参数)。
-imacros file   
    将file文件的宏,扩展到gcc/g++的输入文件,宏定义本身并不出现在输入文件中     
-nostdinc   
    使编译器不在系统缺省的头文件目录里面找头文件,一般和-I联合使用,明确限定头文件的位置。 
-nostdin C++
    规定不在g++指定的标准路经中搜索,但仍在其他路径中搜索,此选项在创建libg++库使用。
-C
    在预处理的时候,不删除注释信息,一般和-E使用,有时候分析程序,用这个很方便的。 
-M  
    生成文件依赖的信息,包含目标文件所依赖的所有源文件。你可以用gcc -M hello.c来测试一下,很简单。   
-MM   
    和上面的那个一样,但是它将忽略由#include造成的依赖关系。   
-MD
    和-M相同,但是输出将导入到.d的文件里面。
-MMD   
    和-MM相同,但是输出将导入到.d的文件里面。
-Wa,option   
    此选项传递option给汇编程序;如果option中间有逗号,就将option分成多个选项,然后传递给会汇编程序。 
-Wl.option   
    此选项传递option给连接程序;如果option中间有逗号,就将option分成多个选项,然后传递给会连接程序。
-x language filename   
    设定文件所使用的语言,使后缀名无效,对以后的多个有效.也就是根据约定C语言的后缀名称是.c的,而C++的后缀
    名是.C或者.cpp。如果你很个性,决定你的C代码文件的后缀名是.pig,那你就要用这个参数,这个参数对他后面
    的文件名都起作用,除非到了下一个参数的使用。可以使用的参数有下面的这些:
    c,objective-c,c-header,c++,cpp-output,assembler,assembler-with-cpp。   
    看到英文,应该可以理解的。例子用法:   
    gcc -x c hello.pig
-x none filename
    关掉上一个选项,也就是让gcc根据文件名后缀,自动识别文件类型,例子用法:   
    gcc -x c hello.pig -x none hello2.c

4.FAQ

4.1编译选项疑问

4.1.1-Wno-unknown-pragmas和-Wno-format -pg

-Wno-unknown-pragmas:查了大量资料和官方的手册,我觉得这个应该是实验室的师兄写错了,貌似没有这个警告命令选项。官方手册中有如下两个设置警告的命令选项。

(1)-Wunknown-pragmas

Warn when a #pragma directive is encountered that is not understood by GCC. If this 
command-line option is used, warnings are even issued for unknown pragmas in system 
header files. This is not the case if the warnings are only enabled by the ‘-Wall’ 
command-line option.

遇到GCC无法识别的编译指导指令,发出警告。在使用了-Wall选项时,就不需要使用该命令选项了。

(2)-Wno-pragmas

Do not warn about misuses of pragmas, such as incorrect parameters, invalid
syntax, or conflicts between pragmas. See also '-Wunknown-pragmas'.

遇到GCC无法识别的编译指导指令,不发出警告。

-pg作用:编译的过程中加入额外的代码, 供性能分析工具gprof剖析程序的耗时情况。

4.2链接注意事项

4.2.1指定静态与动态的链接方式

g++链接库时,默认优先链接动态链接库。静态库与动态库混合链接时,有如下两种方法: (1)静态链接库使用绝对路径,动态链接库使用-l。以boost库为例,如果我们要使用静态库则可书写如下:

 g++ main.cpp -pthread /usr/lib64/libboost_thread.a /usr/lib64/libboost_system.a

(2)使用-Wl,-Bstatic告诉链接器ld链接静态库,不存在静态库,则ld报错,只存在动态链接库也报错。使用-Wl,-Bdynamic告诉链接器优先使用动态链接库,如果只存在静态库,则链接静态库,不报错。示例如下:

g++  main.cpp -Wl,-Bstatic -lboost_system -lboost_thread -Wl,-Bdynamic

注意: (1)命令末尾-Wl,-Bdynamic,作用是告诉链接器,后续系统库的链接默认使用动态链接,否则会出现找不到系统库的错误,诸如:

/usr/bin/ld: cannot find -lgcc_s
collect2: ld returned 1 exit status

(2)链接时,库要放在目标文件的后面,否则会报”undefined reference to: xxx”错误。具体参见gcc手册的如下描述:

the linker searches and processes libraries and object files in the order they are 
specified. Thus, `foo.o -lz bar.o' searches library `z' after file foo.o but before 
bar.o. If bar.o refers to functions in `z', those functions may not be loaded.

参考文献

[1]gcc及其选项详解 [2]GCC官方手册 [3]gcc编译选项 [4]gcc/g++ 静态动态库混链接 [5]折腾gcc/g++链接时.o文件及库的顺序问题 [6]g++参数介绍 [7]gcc cannot find cc1plus

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