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零.前言

众所周知，vim是只能编写代码不能执行代码的，如果想在Linux下执行C或者C++程序时，我们就需要使用Linux下特定的编译器gcc与g++，对比我们经常使用的VS，gcc与g++可以更好地展示一个程序由源文件到可执行文件的过程。

1.由源文件到可执行文件

当我们对一段C语言代码，或者C++代码进行编译运行时，它经过了如下步骤：
1.预处理：删除注释，进行宏替换。
2.编译：生成汇编语言。
3.汇编：汇编语言转换为计算机课识别的机器语言。
4.链接：生成可执行文件或库文件。
在Linux系统中，gcc可以编译C语言程序，g++可以编译C++程序。
注意：为了区分编译，我们把如上四个过程暂时称为翻译过程。

2.直接生成可执行文件并运行

(1)生成可执行文件

首先建立一个名为test.c的文件，向vim中写入代码：

退出vim，由于写入的是C语言程序，我们使用gcc进行翻译。

gcc test.c

此时我们发现生成了a.out文件，该文件就是可执行文件。

(2)运行可执行文件

运行可执行文件很简单，只需要加上./

./a.out

我们发现程序已经成功执行了。
其中.表示当前路径，/表示目录分隔符。

3.分过程生成可执行文件并运行

(1)预处理

gcc -E test.c //如果我们直接执行该命令，预处理的结果会打印在屏幕上。
gcc -E test.c -o test.i //我们可以将预处理的结果放到test.i文件中

注意，必须放入test.i中，因为在下一步编译的过程中，指令只能处理.i的文件。
-E指令的含义是：翻译进行到预处理之后停止。

此时我们打开一下test.i文件：

我们会看到头文件已经在其中进行了展开。几行代码已经变成了几十行。

(2)编译

gcc -S test.i

这里就不用指定文件了，它会自动生成一个.s文件。
-S表示的是翻译进行到编译结束就停下来。
编译时将源代码转换成汇编语言，生成.s文件：

我们可以打开.s文件查看一下汇编代码：

(3)汇编

名为汇编，实际上就是将汇编代码转换为计算机可以读懂的机器码：

gcc -c test.s

此时会形成一个二进制文件test.o，但是当打开它时我们看到的是一个乱码状态，我们需要使用二进制的形式来进行打开：

od test.o

此时我们就可以看到对应的机器码了。
注意即使计算机可以看懂这些二进制编码，但是我们依然不能通过./来执行这个二进制文件。该文件被称为：可重定向目标文件。

(4)链接

命令

gcc test.o

此时生成了可执行文件a.out。
链接的命令很简单，但是要理解链接还需要一些知识的储备。

对链接的理解

链接，即将自己写的程序与语言上的第三方库提供的方法关联起来。编写的C语言链接这个库就可以形成可执行程序。
其中C语言提供了两种库，分别叫静态库和动态库，在Linux系统下分别叫做libc.a与libc.so。
而对应两种库，链接也分为静态链接和动态链接。
举一个栗子：我们在使用printf的时候，我们并没有编写这个函数，printf是在C++标准库中完成的编写，而我们可以使用到它，这是因为我们写的程序与C++标准库完成了链接。
下面画一张图来理解一下：
动态链接：

静态链接：

当我们把库中的相关方法放入我们的程序中的时候，就叫做静态链接，此时不再需要使用任何库。
在gcc中默认的链接方式是动态的链接方式。

两种方式建立可执行程序

动态链接

我们先将a.out改名为test方便对比，然后用file命令列出它的链接信息。

gcc test.o -o test
file test

其中圈起来的部分表示的就是动态链接，括号中的内容表示共享库。

静态链接

gcc test.o -o static_test -static

此时也许你会发现这样的报错，这是因为没有安装C的静态库，需要安装一下：

yum install glibc-static

在root环境下执行这条命令，你就会惊讶地发现，你把静态库安装完了。。
安装完静态库再执行之前的命令：

我们就会发现，我们创建了另一个可执行程序static_test，可以看到它的大小是比test大的，这就是因为把静态库中的方法拷贝到了程序中。
我们同样也可以运行静态库形成的可执行文件，执行结果和test是一样的。

总结：静态链接的时候，需要.o静态库。动态链接的时候，需要.so动态库。

两种链接方式的优缺点

两者各有优缺点：动态链接可以减小可执行程序的大小，节省空间；静态链接的程序可移植性好。

4.g++

g++是C++的编译器，和gcc的使用方法是一样的，我们可以通过-v选项来查看g++的版本：

这里不多赘述了，我们可以用g++来复习一下之前的内容。

touch test.cpp//创建C++程序
vim test.cpp//编写C++程序
g++ test.cpp//直接生成可执行程序
g++ -E test.cpp -o test.i//预处理
g++ -S test.i//编译
g++ -c test.s//汇编
g++ test.o -o test//生成可执行程序
./test//执行可执行程序

我们可以看到运行成功了！

5.总结

我们写代码时，虽说程序和人有一个能跑就行，但是如果程序跑不了呢，就需要进行调试，下一篇文章会详细总结调试器gdb的使用，欢迎大家的高质量评论和三连。