g++和 gcc 编译入门教程

GNU

GNU 编译器集合（GNU Compiler Collection，简称 GCC）是一个由自由软件基金会（Free Software Foundation，简称 FSF）开发的编译器系统，它是 GNU 项目的一部分。GCC 支持多种编程语言，并且是许多开源项目和操作系统中的标准编译工具。

支持的语言

C：ISO C 标准和 GNU C 扩展。
C++：ISO C++ 标准和 GNU C++ 扩展。
Objective-C：支持 Objective-C 语言和 GNU Objective-C 运行时。
Fortran：支持多种 Fortran 标准。
Java：GCC 曾包含对 Java 的支持，但自 GCC 5 版本起已不再包含。
Ada：通过 GNU Ada 编译器（GNAT）提供支持。
其他语言：GCC 还支持一些较少使用的编程语言，如 Go、D、等。

主要组件

前端：解析源代码并生成中间表示（Intermediate Representation，IR）。
中间端：优化中间表示。
后端：将优化后的中间表示转换为目标机器的汇编代码。
汇编器：将汇编代码转换为机器代码。
链接器：将多个目标文件和库链接成最终的可执行文件。

特点

跨平台：GCC 可以在多种操作系统和硬件架构上编译源代码，生成适用于不同平台的可执行文件。
优化：提供多种优化选项，帮助开发者生成高效的代码。
调试支持：生成调试信息，与 GDB（GNU Debugger）等调试工具兼容。
标准遵循：遵循各种编程语言的国际标准，确保代码的可移植性和兼容性。
扩展性：GCC 的设计允许添加对新语言和新特性的支持。

使用场景

操作系统开发：许多操作系统，包括 Linux，使用 GCC 进行系统和应用程序的开发。
嵌入式系统：GCC 提供了对多种嵌入式处理器的支持，广泛用于嵌入式开发。
学术研究：GCC 的灵活性和可扩展性使其成为学术研究中常用的编译器。
工业应用：许多商业软件也使用 GCC 进行编译，因为它是免费且功能强大的工具。

发展历史

GCC 最初由 Richard Stallman 在 1987 年开始开发。
随着时间的推移，GCC 不断扩展，支持更多的编程语言和平台。
GCC 是 GNU 项目中最重要的组成部分之一，也是自由软件运动的象征。

GCC 不断更新和改进，以适应不断变化的编程语言标准和硬件技术。它在软件开发领域中扮演着不可或缺的角色。

g++与gcc

g++ 和 gcc 都是 GNU 编译器集合（GNU Compiler Collection，简称 GCC）的一部分，它们用于编译不同的编程语言源代码。GCC 是一个开源项目，支持多种编程语言，包括但不限于 C、C++、Objective-C、Fortran、Java 和 Ada。
g++ 是 GNU 编译器集合中的 C++ 编译器，而 gcc 是 GNU 编译器集合中的 C 编译器。它们都是 GNU 编译器集合（GNU Compiler Collection）的一部分，通常用于编译 C 和 C++ 程序。

gcc（GNU C Compiler）
- 用途：用于编译 C 语言源代码。
- 特点：
  - 支持 ISO C 标准和 GNU C 扩展。
  - 提供了多种编译选项来优化代码和生成调试信息。
  - 可以生成可执行文件或编译成汇编代码。
g++（GNU C++ Compiler）
- 用途：用于编译 C++ 语言源代码。
- 特点：
  - 支持 ISO C++ 标准和 GNU C++ 扩展。
  - 除了 C++ 特有的特性外，也支持 C 语言的特性。
  - 支持模板、异常处理、运行时类型识别等 C++ 特性。
  - 可以与 g++ 一起使用 C++ 标准库，例如 STL（Standard Template Library）。

编译过程

编译过程通常包括以下几个步骤：

预处理：处理源代码中的宏定义、条件编译指令等。
编译：将预处理后的代码转换成汇编代码。
汇编：将汇编代码转换成机器代码。
链接：将多个目标文件和库文件链接成一个可执行文件。

编译选项示例

-o < filename > ：指定输出的可执行文件名。
-g：生成调试信息，方便使用调试器。
-Wall：打开所有警告信息，帮助开发者发现潜在问题。
-O2：优化代码，提高程序运行效率，但可能增加编译时间。
-std=c++11：指定使用 C++11 标准进行编译。

注意事项

g++ 可以编译 C 语言代码，但通常使用 gcc 来编译 C 语言源代码，以避免混淆。
某些情况下，g++ 可能默认使用较新的 C++ 标准，而 gcc 可能默认使用较新的 C 标准。
编译器的版本和选项可能会影响编译结果和性能。

g++ 编译可执行程序过程

c++程序：main.cpp

#include <iostream>
using namespace std;

int add (int a, int b)
{
    return a+b;
}

int main()
{
    int x = 30;
    int y = 100;

    int ret = add(x, y);

    cout << "sum: " << ret << endl;

    return 0;
}

终端输入编译 g++编译命令：g++ -o add main.cpp
运行生成的可执行程序：./add
查看结果：sum: 130
编译选项：
- -Wall：打开几乎所有的警告信息。
  - -std=c++14：指定使用C++14标准（你可以根据自己的需求选择其他标准，如c++11、c++17等）。
- -O2：优化编译，提高程序运行效率。
g++优化编译命令：g++ -Wall -std=c++14 -O2 -o add main.cpp
可以看到程序运行更快了。

g++ 编译动态库并链接到可执行程序过程

c++ 程序：add.cpp、add.hpp、main.cpp

add.hpp

int add(int a, int b);

add.cpp

#include "add.hpp"

int add(int a, int b)
{
    return a+b;
}

main.cpp

#include <iostream>
#include "add.hpp"

using namespace std;

int main()
{
    int x = 30;
    int y = 100;

    int ret = add(x, y);

    cout << "sum: " << ret << endl;

    return 0;
}