C/C++编译器构成

C/C++编译器构成

C/C++编译器有 4 个基本组成部分：预处理器、编译器、汇编器和链接器，它们功能大致如下：

一般我们说编译器是指整套工具链，与其中一个组成部分重名。

1. 预处理器 cpp：处理以 # 开头的行，将所需库代码插入源程序，进行宏替换等等。
2. 编译器 ccl：进行语法检查，若语法无误则将源代码翻译成汇编代码。
3. 汇编器 as：将汇编代码翻译成机器指令，并将这些指令打包成可重定位目标文件。
4. 链接器 ld：将所有可重定位目标文件与必需的库一起链接生成可执行目标文件。

在编写 C/C++ 程序时，遇到的错误按时期可以划分为 3 类：

1. 编译期间语法错误；
2. 链接期间找到对应的静态库或动态库；
3. 运行时错误。

相较而言，遇到编译期间语法错误最幸运，可以根据错误信息修改程序。

链接错误比较头疼，文件编译顺序错误，或者没有指定库路径，或者路径打错了，或者路径不存在，最玄学的还是路径正确库也存在，但就是编译不过，哈哈哈。

运行时错误最头疼，因为程序遇到这个错误一般都会崩溃而停止运行。我们写个人代码程序遇到这样的错误不需要慌张，插桩法，打断点，继承了调试功能的 IDE 都能提供帮助。可是，如果大公司的服务遇到运行时错误而终止了，“我一分钟几百万上下”这话就不是吹牛的了，那将会造成极大的经济损失，同时公司名誉受损。总之关于运行时错误如何查找诱因、如何规避、如何恢复是一门学问，我知之甚少。

实践演练

通过编译一个 main.cpp 文件观察整个流程。

#include <iostream>

using namespace std;

void test() 
{
    cout << "111" << endl;
}

int main()
{
    printf("%x\n", test);
    printf("%x\n", &test);
    return 0;
}

我们不必记住每个组件的名称，只需要用 gcc（C++是g++）这个集成工具，通过指定选项就可以调用每个组件，如下表格所示。

选项	作用	例子
-E	只进行预处理，得到 .i 文件	gcc -E xxx -o yyy.i
-S	只进行预处理和编译，得到 .s 文件	gcc -S xxx -o yyy.s
-c	只进行预处理、编译和汇编，得到 .o 文件	gcc -c xxx -o yyy.o

当然如果要生成最终的可执行文件，就不带任何选项，如 gcc xxx -o run

1. 预处理：g++ -E main.cpp -o main.i，本来 15 行的代码，得到的 .i 文件有 26010 行。

2. 编译：g++ -S main.i -o main.s，当然也可以直接对 .cpp 文件进行g++ -S main.cpp -o main.s，编译器自动完成了之前阶段的工作，结果是一样的，但是只有 181 行。

3. 汇编：g++ -c main.s -o main.o，当然也可以直接对 .cpp 文件进行g++ -c main.cpp -o main.o，编译器自动完成了之前阶段的工作，结果是一样的，此时生成的 .o 文件是二进制文件，不可以查看内容。

4. 链接：g++ main.o -o main，当然也可以直接对 .cpp 文件进行g++ -c main.cpp -o main.o，编译器自动完成了之前阶段的工作，结果是一样的，此时生成的文件是二进制文件，不可以查看内容，但是可以直接执行./main。