【给女朋友讲C++】C++的编译

本文主要是介绍【给女朋友讲C++】C++的编译，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

1 什么是C++

C++是一种面向对象的编程语言，扩展了C语言，支持低级内存操作和高效的系统编程。他的主要特性有：

• 面向对象编程（OOP）
  封装：C++支持通过类和对象的定义来实现封装，使其能够模拟现实世界的实体。
  继承：可以通过继承来建立类之间的关系，并重用代码。
  多态：通过函数重载和运算符重载，C++实现了多态的概念，允许以不同方式调用相同的函数。

• 泛型编程：C++引入了模板，使得代码可以与数据类型无关，从而实现高度重用。这使得开发者可以编写抽象的算法和数据结构（如STL）。

• 内存管理：C++提供对内存管理的手动控制，包括动态内存分配（new和delete），使得程序员可以高效地管理资源，但也需要小心处理内存泄漏。

• 标准库：C++标准库（STL）提供了一系列预定义的模板类和算法（如容器、迭代器和算法），极大地方便了软件开发。

• 低级操作：C++能够直接访问硬件和内存，实现高效的性能，适合系统编程（如操作系统和嵌入式系统）。
  

2 C++标准

C++语言经过多次标准化，主要由国际标准化组织（ISO）负责。

• C++98 (ISO/IEC 14882:1998)
  第一版正式标准，奠定了C++的基本特性，包括面向对象的特性、模板、标准库等。
  C++03 (ISO/IEC 14882:2003)
  主要是对C++98的修订，修正了一些小的缺陷，并没有重大新特性。

• C++11 (ISO/IEC 14882:2011)
  引入了许多新特性，如自动类型推导（auto）、范围-based循环、Lambda表达式、并发支持（线程库）、智能指针等。

• C++14 (ISO/IEC 14882:2014)
  在C++11基础上的小幅更新，增加了对Lambda表达式的扩展、通用的std::make_unique函数等。

• C++17 (ISO/IEC 14882:2017)
  引入了新的标准库特性，如std::optional、std::variant、std::filesystem、结构化绑定等。

• C++20 (ISO/IEC 14882:2020)
  重大标准，提供了概念（Concepts）、协程（Coroutines）、范围（Ranges）、模块（Modules）等新特性。

• C++23

3 C++编译

编译过程如下图：

3.1 源码

源码文件的命名方式，文件名随便，但是后缀有规定，一般常用cpp，cc，cxx

3.2 编译

常用编译器

• Visual C++ (MSVC)：由微软开发，仅适用于Windows操作系统。
• GCC (GNU Compiler Collection)：适用于Unix/Linux操作系统。g++ 是 gcc 的 C++ 编译器，专门用于编译 C++ 程序。它会自动链接 C++ 标准库，并支持 C++ 特性。
• LLVM Clang：适用于Windows和Unix/Linux操作系统。
• Intel C++ Compiler：适用于Linux、Windows和Mac OS X操作系统。
• TCC (Tiny C Compiler)。

编译过程

3.3 连接

常用连接器

• GNU ld: 随 GCC 一起使用的开源连接器，广泛应用于 Linux 及其它 UNIX-like 系统
• MSVC Linker: 微软 Visual Studio 提供的连接器，与 MSVC 编译器配合使用。
• Apple ld (LLVM ld): Apple 提供的链接器，通常与 Clang 编译器一起使用。支持 macOS 和 iOS 的开发。

3.4 执行

假设可执行程序的名字为main

# 没有命令行参数
./main   # linux平台
.\main.exe   # windows平台# 有命令行参数
./main arg1 arg2

4 第一个C++程序

4.1 hello world

// main.cpp
#include <iostream>  int main() {  std::cout << "Hello, World!" << std::endl;  return 0;  
}

4.2 命令行编译

预编译(.cpp->.ii)

clang++ -E main.cpp -o main.ii

编译(.ii->.s)

clang++ -S main.ii -o main.s

汇编(.s->.o)

clang++ -c main.s -o main.o

链接(.o->可执行文件)

clang++ main.o -o main

一步到位直接生成可执行程序

clang++ main.cpp -o main
./main   # 执行

如果需要连接其他库

clang++ -o output_program source_file.cpp -I/path/to/include -L/path/to/lib -llibrary_name

其中：

• -o output_program：指定输出的可执行文件名。
• source_file.cpp：你的 C++ 源文件。
• -I/path/to/include：指定第三方库的头文件目录。如果库的头文件不在标准位置，需要用这个参数添加。
• -L/path/to/lib：指定第三方库文件所在的目录。
• -llibrary_name：链接库。将 library_name 替换为库的实际名称（不带 lib 前缀和文件扩展名）。

4.3 使用cmake编译

大型项目编译过程可能会比较复杂，如果直接使用命令会比较麻烦。
gcc自带了一个自动化构建工具make，Makefile 是 make 所依赖的文件，定义了如何构建项目，包括文件的依赖关系和生成目标的规则。

但是有人还是觉得makefile太难写，GNU Autotools提供了一个工具可以生成configure文件，他是一个shell，运行后生成makefile。

还有觉得这些都不好用，所以开发了cmake，他需要我们自己编译一个名为CMakeFile.txt，其中指明编译过程，依赖库等等。cmake会基于CMakeFile.txt生成makefile。下面是要给cmake的简单实例：

# CMakeFile.txt
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)  # 设置项目名称  
project(HelloWorld)  # 添加可执行文件  
add_executable(main main.cpp)

mkdir build
cd build
cmake ..
cmake --build . # make
./main

5 参考

C++的前世今生

这篇关于【给女朋友讲C++】C++的编译的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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