开始之前,先了解一下基本概念:
GCC:GNU Compiler Collection,中文叫 “GNU编译器套件”,它可以编译C、C++、JAVA、Go、Object-C等语言。
而GCC下面有两个比较常用的工具就是gcc(GUN C Compiler)和g++(GUN C++ Compiler),即c语言编译器和c++编译器。我通常用gcc编译c代码,用g++编译c++代码。实际上可以用直接用g++编译c或者c++代码。本次我们介绍怎样使用g++。
写C/C++代码的工具建议使用 Sublime Text 或者 VSCode,我自己更喜欢 Sublime Text。
以下安装命令使用的操作系统包括:debian、ubuntu、deepin 等。
编译工具与调试工具
sudo apt install -y gcc g++
安装验证,如果成功显示版本号,则代表安装成功
gcc --version
g++ --version
(1)编译过程
第一步:预处理 Pre-processing,生成.i 文件
# -E 选项指示编译器仅对输入文件进行预编译
g++ -E test.cpp -o testr.i
第二步:编译-Compiling,生成.s 文件
# -S 编译选项告诉 g++ 在为 c++ 代码产生了汇编语言文件后停止编译
# g++ 产生的汇编语言文件的缺省扩展名是 .s
g++ -S test.i -o test.s
第三步:汇编-Assembing,生成.o 文件
# -c 选项告诉 g++ 仅把源代码编译为机器语言的目标代码
# 缺省时 g++ 建立的目标代码文件有一个 .o 的扩展名
g++ -c test.s -o test.o
第四步:链接-Lingking,生成bin二进制文件
# -o 编译选项来为将产生的可执行文件指定文件名
g++ test.o -o test
(1)编译带调试信息的可执行文件
# -g 选项告诉GCC产生能被 GNU 调试器DGB使用的调试信息,以调试程序
# 产生带调试信息的可执行文件terst
g++ -g test.cpp -o test
(2)优化源代码 所谓优化,例如省略代码中从来未使用过的变量、直接常量表达式用结果替代等,这些操作会缩减目标文件所含的代码,提高最终生成的执行文件的运行效率。
-O 告诉 g++ 对源代码进行基本优化。这些优化在大多数情况下都使程序执行得更快。-O2 告诉 g++ 产生尽可能小和尽可能快的代码。如 -O2,-O3,-On(n通常为3)
-O 同时减少代码的长度和执行时间,其效果等价于 -O1 -O0 表示不做优化 -O1 表示默认优化 -O2 除了完成-O1的优化之外,还进行一些额外的调整工作,如指令调整等 -O3 则包括循环展开和其他一些与处理性相关的优化工作,选项将使编译的速度比 -O 慢,但通常产生的代码执行速度会更快。
# 使用 -O2 优化源代码,并输出可执行文件。
g++ -O2 test.cpp
示例
创建一个效率低下的代码块inefficency.cpp
,添加以下内容
#include <iostream>
using namespace std;
int main(int argc, char const *argv[])
{
unsigned long int counter;
unsigned long int result;
unsigned long int temp;
unsigned long int five;
for (counter = 0; counter < 2009 * 2009 * 100 / 4 + 2010 ; counter += (10-6)/4)
{
temp = counter/1979;
for (int i = 0; i < 20; i++)
{
// 每次循环都会进行一次无用的 复杂的运算
five = 200 * 200 / 8000;
result = counter;
}
}
cout << "result = " << result << endl;
return 0;
}
先使用直接编译的方式生成a_without_o
可执行文件,如下命令
g++ inefficency.cpp -o a_without_o
接下来我们再使用优化后的编译方式,如下命令
g++ inefficency.cpp -O2 -o a_with_o2
后执行两种方式编译生成的可执行文件,如下结果
pan@pan-PC:~/Work/src/cmake/src$ ./a_without_o
result = 100904034
pan@pan-PC:~/Work/src/cmake/src$ ./a_with_o2
result = 100904034
pan@pan-PC:~/Work/src/cmake/src$
可以看到计算的结果是一样的,但是没有编译优化的 a_without_o
执行时间明显大于 a_with_o2
。我们可以使用再次使用 time
命令计算执行程序所需的时间,可以看到明显的时间区别,如下结果
pan@pan-PC:~/Work/src/cmake/src$ time ./a_without_o
result = 100904034
real 0m4.212s
user 0m4.212s
sys 0m0.000s
pan@pan-PC:~/Work/src/cmake/src$ time ./a_with_o2
result = 100904034
real 0m0.001s
user 0m0.001s
sys 0m0.000s
pan@pan-PC:~/Work/src/cmake/src$
总结:加上 -O 优化参数后,我们一般使用 -O2 ,编译器会帮我们优化低效率的代码。从而提高最终程序的执行效率。
(3)-l
或者 -L
指定库文件 | 指定库文件路径
-l 参数(小写)就是用来指定程序要链接的库,-l 参数紧接着就是库名,在/lib
和/usr/lib
和/usr/local/lib
里的库直接调用 -l 参数就能链接
# 链接 glog库
g++ -lglog test.cpp
如果库文件没有放在上面的三个目录里,需要使用-L参数(大写)指定库文件所在目录,-L 参数跟着的是库文件所在的目录名
# 链接 mytest库。libmytest.so 在 ~/lib目录下
g++ -L~/lib -lmytest test.cpp
(4)-I 指定头文件搜索目录
/usr/include
目录一般不用指定,gcc知道去那里找,但是如果头文件不在/usr/include
里我们就要用 -I
参数指定了,比如头文件放在 /myinclude
目录里,那编译命令行就要加上 -I/myinclude
参数了,如果不加你会得到一个xxx.h: No such file or directory
的错误。-I参数可以使用相对路径,比如头文件在当前目录,可以用 -I 来指定。上面我们提到的-cflags参数就是用来生成-I参数的。
g++ -I/myinclde test.cpp
(5)-Wall 打印警告信息
打印出gcc提供的警告信息
g++ -Wall test.cpp
(6)-w 关闭警告信息
# 关闭所有警告信息
g++ -w test.cpp
(7)-std=c++11 设置编译标准
# 使用 c++11 标准编译 test.cpp
g++ -std=c++11 test.cpp
(8)-o(小写) 指定输出文件名
# 指定即将产生的文件名为test
g++ test.cpp -o test
(9)-D 定义宏 在使用 gcc/g++编译的时候定义宏,常用场景: -DDEBUG 定义DEBUG宏,可能文件中有DEBUG宏部分的相关信息,用DEBUG来选择开启或者关闭DEBUG
添加源码文件test2.cpp
,示例代码
#include <stdio.h>
int main()
{
#ifdef DEBUG
printf("DEBUG LOG\n");
#endif
printf("in\n");
return 0;
}
在编译的时候,使用 g++ -DDEBUG test2.cpp
后执行可执行文件,可以看到 "DEBUG LOG" 被输出。