C/C++ - 从代码到可执行程序的过程详解

那我就详细讲解一下C/C++代码从源码到可执行程序的过程，包括编译、链接和生成可执行文件的流程。具体的攻略如下：

一、编译过程

1. 预处理器（Preprocessor）

编译指令 gcc -E main.c -o main.i 或 g++ -E main.cpp -o main.i 将源代码文件 main.c 或 main.cpp 放入预处理器，对含有 # 开头的指令进行处理，如替换头文件、定义宏、删除注释等操作，最终生成一个以 .i 后缀命名的预处理文件。

2. 编译器（Compiler）

编译指令 gcc -S main.i -o main.s 或 g++ -S main.i -o main.s 会将预处理器生成的 .i 文件进行编译，生成具有汇编语言的 .s 文件。

3. 汇编器（Assembler）

汇编器是将 .s 文件中的汇编代码转换成二进制指令的程序。可以用以下命令进行转换：

将 .s 文件转换为目标文件（.o 文件）：gcc -c main.s -o main.o 或 g++ -c main.s -o main.o
直接将 .s 文件生成可执行文件：gcc main.s -o main 或 g++ main.s -o main

二、链接过程

链接过程是将不同的 .o 目标文件链接成可执行程序的过程。

1. 静态链接（Static Linking）

静态链接的方式是将目标文件的代码和外部依赖的库代码一起合并为一个可执行文件。这样做的缺点是占用空间较大，在各个执行文件中都包含了一份代码库的副本，造成资源浪费。可以用以下命令进行静态链接：

静态链接 C 语言库：gcc main.o -o main -lc
静态链接 C++ 标准库：g++ main.o -o main -lstdc++

2. 动态链接（Dynamic Linking）

动态链接的方式是在运行时再链接所需库，多个程序可以共享一份动态链接库，减少了代码冗余和资源浪费。可以用以下命令进行动态链接：

动态链接 C 语言库：gcc main.o -o main -Wl,-Bdynamic -lc -Wl,-Bstatic
动态链接 C++ 标准库：g++ main.o -o main -Wl,-Bdynamic -lstdc++ -Wl,-Bstatic

三、示例说明

示例一：

假设我们有两个源代码文件 main.c 和 func.c，以及一个头文件 func.h，其中 main.c 文件调用了 func.c 中定义的函数：

//main.c
#include "func.h"
int main()
{
    print_hello();
    return 0;
}

//func.h
void print_hello();

//func.c
#include "func.h"
#include <stdio.h>
void print_hello()
{
    printf("Hello World!\n");
}

编译这个程序的过程如下：

$ gcc -E main.c -o main.i     # 预处理，生成 main.i 文件
$ gcc -c func.c -o func.o     # 编译 func.c，生成 func.o 文件
$ gcc -c main.i -o main.o     # 编译 main.i，生成 main.o 文件
$ gcc main.o func.o -o main   # 链接，生成可执行文件 main
$ ./main                      # 运行可执行文件
Hello World!

示例二：

再来看一个 C++ 源代码文件的例子。假设我们有一个 hello.cpp 文件，内容如下：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    cout << "Hello World!" << endl;
    return 0;
}