Linux 编译器 gcc 与 g++

在这里插入图片描述

一、gcc 与 g++ 概述

gcc全称 GNU Compiler Collection，是 GNU 项目开发的一款功能强大的编译器集合。它最初是作为 GNU C 语言编译器而开发的，随着不断发展，如今已支持 C、C++、Objective-C、Fortran、Ada 等多种编程语言。g++实际上是gcc的一个 “马甲”，它是gcc专门用于编译 C++ 代码的前端工具，通过调用gcc的底层编译功能，针对 C++ 语言的特性进行处理，以确保 C++ 代码能够被正确编译。

二、安装 gcc 与 g++

在大多数 Linux 发行版中，安装gcc和g++非常便捷，通过包管理器即可完成。

1 Ubuntu/Debian 系统

打开终端，依次执行以下命令： sudo apt update sudo apt install build-essential

build-essential软件包包含了gcc、g++以及其他常用的编译工具和库，安装该包可一次性获取所需环境。

2 CentOS/RHEL 系统

在终端中输入： sudo yum groupinstall “Development Tools”

此命令会安装一系列开发工具，其中就包括gcc和g++。

三、gcc 与 g++ 基本使用

1 编译 C 代码（使用 gcc）

假设我们有一个名为hello.c的 C 语言源文件，内容如下： #include <stdio.h>

int main() { printf(“Hello, GCC!\n”); return 0; }

在终端中使用以下命令进行编译： gcc -o hello hello.c

上述命令中，-o选项用于指定输出的可执行文件名，这里将hello.c编译生成名为hello的可执行文件。编译成功后，通过./hello即可运行程序，输出Hello, GCC!。

2 编译 C++ 代码（使用 g++）

若有一个hello.cpp的 C++ 源文件： #include

int main() { std::cout << “Hello, G++!” << std::endl; return 0; }

使用g++进行编译的命令为： g++ -o hello hello.cpp

同样，-o指定输出文件名，编译完成后，执行./hello，程序将输出Hello, G++!。

3 gcc如何完成

1. 格式 gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]
2. 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。 实例: gcc –E hello.c –o hello.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。 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。

1. 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。 用户可以使用“-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。 实例: gcc –S hello.i –o hello.s

1. 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 读者在此可使用选项“-c”就可看到汇编代码已转化为“.o”的二进制目标代码了 实例: gcc –c hello.s –o hello.o

1. 连接（生成可执行文件或库文件）

在成功编译之后,就进入了链接阶段。 实例: gcc hello.o –o hello

1. gcc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 -O1 -O2 -O3 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。

四 函数库

Linux 函数库分类

1. 静态库 静态库在程序编译时会被直接链接到可执行文件中，成为可执行文件的一部分。其文件名通常以.a结尾，例如libexample.a 。静态库的优点在于，程序运行时无需依赖外部库文件，可在没有相应库的环境中直接运行；缺点是会增加可执行文件的大小，并且如果库有更新，所有依赖该库的程序都需要重新编译。
2. 动态库 动态库也称为共享库，在程序运行时才被加载。其文件名通常以.so结尾，如libexample.so。动态库的优势在于多个程序可以共享同一库文件，节省磁盘空间和内存；而且当库更新时，只要接口不变，依赖它的程序无需重新编译即可使用新功能。不过，程序运行时必须确保动态库存在且版本兼容，否则会出现运行错误。 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。 gcc选项

五 Linux调试器-gdb使用

1. 背景

程序的发布方式有两种，debug模式和release模式

Linux gcc/g++出来的二进制程序，默认是release模式 要使用gdb调试，必须在源代码生成二进制程序的时候, 加上 -g 选项

1. 开始使用

gdb binFile 退出： ctrl + d 或 quit 调试命令：

list／l 行号：显示binFile源代码，接着上次的位置往下列，每次列10行。

list／l 函数名：列出某个函数的源代码。

r或run：运行程序。

n 或 next：单条执行。

s或step：进入函数调用

break(b) 行号：在某一行设置断点

break 函数名：在某个函数开头设置断点

info break ：查看断点信息。

finish：执行到当前函数返回，然后挺下来等待命令

print( p )：打印表达式的值，通过表达式可以修改变量的值或者调用函数 p 变量：打印变量值。

set var：修改变量的值

continue(或c)：从当前位置开始连续而非单步执行程序

run(或r)：从开始连续而非单步执行程序

delete breakpoints：删除所有断点

delete breakpoints n：删除序号为n的断点

disable breakpoints：禁用断点

enable breakpoints：启用断点

info(或i) breakpoints：参看当前设置了哪些断点

display 变量名：跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值

undisplay：取消对先前设置的那些变量的跟踪

until X行号：跳至X行

breaktrace(或bt)：查看各级函数调用及参数

info（i) locals：查看当前栈帧局部变量的值

quit：退出gdb

六 Linux项目自动化构建工具-make/Makefile

在 Linux 软件开发过程中，随着项目规模的扩大，源文件数量不断增加，编译过程变得愈发复杂。此时，make工具和Makefile文件应运而生，它们能够自动化管理项目编译流程，极大提升开发效率。

1.make 与 Makefile 概述

1.1 make 工具 make是一个命令行工具，它通过读取Makefile文件中定义的规则，自动检测项目中哪些文件发生了变化，并仅对受影响的文件进行重新编译，避免了重复编译所有文件，从而节省大量时间。在大型项目中，make的优势尤为明显，它可以根据文件的修改时间和依赖关系，智能地确定编译顺序和操作。 1.2 Makefile 文件 Makefile是一个文本文件，用于定义项目的编译规则、依赖关系以及执行的命令。它包含一系列的目标（target）、依赖项（prerequisites）和命令（commands）。目标通常是想要生成的文件，如可执行文件、库文件等；依赖项是生成目标所需要的文件；命令则是用于生成目标的具体操作，比如调用gcc、g++进行编译。 具体的在此处不过多详述，此处日后学习。