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《Linux编译器：GCC/G++食用指南》
- 前言
- 目录
- 一、gcc/g++的简单使用
- 1.作用
- 2.语法
- GCC/G++ 编译选项速查表
- 二、gcc/g++编译器的执行步骤
- 1.预处理
- 2.编译
- 3.汇编
- 4.链接
- * 程序执行 *
- 三、库
- 1.库的概念
- 2.库的分类
- 3 .o与库的链接
- 4.优缺点
- **动态库 vs 静态库终极对比表**
前言
🚀 欢迎来到《Linux系统实战》！
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💡 学习建议：
1️⃣ 先动手尝试（搞崩了也没关系）
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“Linux不是背出来的，是在一次次Permission denied中练出来的！”
（正文开始👇）
目录
一、gcc/g++的简单使用
1.作用
gcc和g++分别是GNU的C和C++的编译器，gcc和g++在执行编译的时候一般有以下四个步骤：
1）预处理（头文件展开、去注释、宏替换、条件编译）。
2）编译（C代码翻译成汇编语言）。
3）汇编（汇编代码转为二进制目标代码）。
4）链接（将汇编过程产生的二进制代码进行链接）。
2.语法
GCC/G++ 编译选项速查表
| 选项 | 功能说明 | 备注 |
|---|---|---|
-E | 只进行预处理，不生成文件 | 需手动重定向到输出文件（如 gcc -E test.c > test.i） |
-S | 编译到汇编语言（生成 .s 文件），不进行汇编和链接 | 保留预处理 + 编译结果 |
-c | 编译到目标代码（生成 .o 文件），不链接 | 适用于分步编译 |
-o <file> | 指定输出文件名 | 如 gcc test.c -o test |
-static | 强制静态链接（生成文件较大） | 优先链接静态库而非动态库 |
-g | 生成调试信息（GDB 可用） | 默认生成 release 版本需显式添加此选项 |
-shared | 生成动态链接库（.so 文件） | 通常配合 -fPIC 使用 |
-w | 禁用所有警告信息 | 不推荐使用（可能掩盖潜在问题） |
-Wall | 开启所有标准警告信息 | 实际不包括所有警告（建议结合 -Wextra） |
-O0 | 不优化（调试时推荐） | 保留原始代码结构 |
-O1 | 基础优化（默认级别） | 在编译速度和性能间平衡 |
-O2 | 深度优化（推荐发布使用） | 包含大多数安全优化选项 |
-O3 | 激进优化（可能增加代码体积） | 可能改变程序行为（需严格测试） |
小技巧：
- 组合使用示例：
g++ -Wall -O2 -g main.cpp -o app- 查看完整选项：
gcc --help或man gcc
二、gcc/g++编译器的执行步骤
gcc和g++的执行步骤中的指令都是相同的，这里小编以linux中的gcc编译器的执行步骤中的指令为例进行讲解
1.预处理
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。
- 去掉注释
注释是写给开发者人员的自然对于程序的编译自然无用，所以编译器将对于编译阶段无用的注释去掉- 头文件的展开
头文件既然可以进行展开，那么说明在系统路径下一定有地方存放头文件，在预处理阶段将头文件的内容拷贝到源文件中- 条件编译
可以支持对代码的裁剪工作，例如应用的社区版和免费版其实就是应用了条件编译，使同一份代码经过条件编译后呈现出两种不同的状态- 宏替换
特别讲解一下这里的宏替换不进行语法检查，我们知道在编译阶段进行语法的检查，而宏替换是在编译阶段之前，即预处理阶段已经完成了宏替换，即预处理完之后由于宏已经被替换了，所以此时宏就没有了，自然在进行编译阶段不进行宏替换的语法检查。
2.编译
gcc -S code.i -o code.s
gcc -S 要进行编译的文件名(建议使用预处理后以 .i 为后缀的文件) -o 编译后的文件名(这里建议使用 .s 为后缀)，即告诉编译器从现在开始进行翻译，当编译工作完成后，就停下来
- 在这个阶段中，gcc/g++首先检查代码的规范性、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，将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。
- -o选项是指目标文件，“xxx.s”文件为已经过翻译的原始程序。
3.汇编
gcc -c code.s -o code.0
gcc -c 要进行汇编的文件名(这里建议使用编译后的.s文件) -o 汇编后的文件名(这里建议使用.o为后缀的文件名)，告诉编译器开始进行程序的翻译，当汇编工作完成后，就停下来
- 汇编阶段是把编译阶段生成的“xxx.s”文件转成目标文件。
- 使用-c选项就可以得到汇编代码转化为“xxx.o”的二进制目标代码了。
4.链接
gcc code.o -o code
gcc 要进行链接的文件(这里建议使用执行完汇编后生成的.o文件) -o 链接后的文件名，将编译生成的可重定位目标二进制文件（目标文件）和库进行链接生成可执行程序
- 在成功完成以上步骤之后，就进入了链接阶段。
- 链接的主要任务就是将生成的各个“xxx.o”文件进行链接，生成可执行文件。
- gcc/g++不带-E、-S、-c选项时，就默认生成预处理、编译、汇编、链接全过程后的文件。
- 若不用-o选项指定生成文件的文件名，则默认生成的可执行文件名为a.out。
注意： 链接后生成的也是二进制文件。
* 程序执行 *
./可执行文件名，即可执行可执行文件
三、库
1.库的概念
- 在链接的时候会进行汇编生成的二进制文件和库进行链接，那么这个库具体是指的是什么呢？
- 拿c语言程序中的printf函数来说，在程序中调用printf打印hello，#include <stdio.h>头文件中是printf函数的声明，那么实现究竟是在哪里呢？没错，在库中，
- 在库中提供函数方法的实现，在c语言中即为c语言标准库
库的本质是文件，有其对应的路径在linxu中为（动态库）/usr/lib64/libc.so或（静态库）/usr/lib64/libc.a
2.库的分类
- linux：.so(动态库) .a(静态库)
- windows：.dll(动态库) .lib(静态库)
- 系统默认只提供动态库，为/usr/lib64/libc.so，但是对于静态库/usr/lib64/libc.a系统默认不提供即没有进行安装，这时候我们就要自行去安装静态库或动态库
动态库
# 安装运行时库（仅动态库，无头文件）
sudo yum install curl# 安装开发包（包含头文件和动态库链接）
sudo yum install libcurl-devel
静态库
yum install glibc-static libstdc++-static -y
方法的实现其实就在库中
库其实是将源文件经过翻译，打包成为一个文件（不用提供太多的源文件，也达到了隐藏源文件的目的），库避免了一些经常性使用的函数实现的重复书写，节省工作，提高效率
你的软件=头文件提供声明+库提供函数的实现+你的代码
3 .o与库的链接
库分为动态库（共享库）和静态库，那么对应有动态链接和静态链接
动态链接：
- 动态链接是在程序执行时由运行时的链接文件加载库，所以很多程序的运行都要依赖动态库的存在，所以动态库不能缺失，一旦缺失会造成很多程序无法运行，进而可能造成无法使用操作系统
- 静态链接：
编译器在使用静态库进行静态链接的时候，会将静态库的方法拷贝到目标程序中，需要使用哪些函数方法就将哪些函数方法拷贝到目标文件中，并不是将静态库的所有方法都拷贝到目标文件中，这一点经常被混淆，请读者友友们注意区分，此后程序的执行不再需要依赖静态库在linux中，编译形成可执行程序，默认采用的链接方式是动态链接—动态库
ldd 可执行程序 可以查看或打印一个程序运行所需的共享库
观察一下静态链接方式由于是将库进行拷贝，所以占用空间明显大于动态链接（程序执行时由运行的链接文件进行加载库）方式
- 如果没有静态库，我们不能使用-static进行静态链接
- 如果没有动态库，只有静态库，并且编译器gcc可以找到静态库，此时编译器采用静态链接将我们的目标文件和库进行链接，因为当系统中存在动态库的时候，系统会优先采用动态链接，当不存在动态库的时候，编译器会再去看看系统中有没有静态库，如果有静态库则采用静态链接的方式，如果连静态库都没有则报错
- 同时在我们的可执行文件中，并不是所有的链接方式都是纯动态链接的，而是动态链接和静态链接混合的方式
- file 可执行程序，可以查看我们的可执行程序的链接方式
4.优缺点
以下是符合 CSDN 博客风格的 Markdown 表格，对比动态库和静态库的优缺点，并优化了可读性和技术专业性：
动态库 vs 静态库终极对比表
| 特性 | 动态库（.so/.dll） | 静态库（.a/.lib） |
|---|---|---|
| 🔧 编译方式 | 编译时记录依赖，运行时加载 | 编译时直接嵌入到可执行文件中 |
| 📦 文件体积 | ✅ 极小（仅记录符号） • 多个程序共享同一份库文件 | ❌ 巨大（库代码直接复制到程序） • 每个程序都包含完整库代码 |
| 🏃 运行依赖 | ❌ 必须存在 • 缺失时报错： error while loading shared libraries | ✅ 完全独立 • 单文件即可运行 |
| 🔄 更新维护 | ✅ 热更新 • 替换 .so 文件立即生效 | ❌ 需重新编译 • 修复库=重新发布所有程序 |
| ⚡ 运行性能 | ⚠️ 略慢（首次加载需解析符号） | ✅ 极致快（无运行时链接开销） |
| 💣 兼容性 | ❌ 地狱级难题 • glibc 版本冲突常见 | ✅ 无烦恼 • 库和程序成绑定关系 |
| 🛡️ 安全性 | ⚠️ 有风险 • 可能被恶意替换成钓鱼库 | ✅ 铁布衫 • 代码全内嵌防篡改 |
| 🚀 适用场景 | • 桌面应用（如WPS） • 微服务容器 • 插件系统（如Nginx模块） | • 嵌入式设备 • 路由器固件 • 安全敏感工具（如 tcpdump） |
| 💻 部署难度 | ❌ 需处理依赖树 • LD_LIBRARY_PATH/rpath 配置复杂 | ✅ 双击即用 • 无环境依赖 |
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