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C++是怎么編譯的?C++編譯過程介紹

執(zhí)手不憶殤 2023-06-15 11:23:52 瀏覽數(shù) (4177)
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C++的編譯過程是將源代碼轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行文件的過程,它包括四個(gè)主要步驟:預(yù)處理、編譯、匯編和鏈接。

預(yù)處理是指對(duì)源代碼進(jìn)行一些預(yù)處理指令的替換,例如#include、#define、#ifdef等,以及刪除注釋,生成預(yù)處理后的文件。例如,下面的代碼:

#include <iostream>
#define PI 3.14
#ifdef DEBUG
std::cout << "Debug mode" << std::endl;
#endif

經(jīng)過預(yù)處理后,會(huì)變成:

// #include <iostream> 被替換為iostream頭文件的內(nèi)容
// #define PI 3.14 被替換為PI的值
// #ifdef DEBUG 判斷是否定義了DEBUG宏,如果是,則保留下面的語(yǔ)句,否則刪除
std::cout << "Debug mode" << std::endl;
// #endif 結(jié)束條件編譯

編譯是指將預(yù)處理后的文件轉(zhuǎn)換為匯編語(yǔ)言,即一種與機(jī)器指令相對(duì)應(yīng)的低級(jí)語(yǔ)言,生成匯編文件。例如,下面的代碼:

int main()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    int c = a + b;
    return 0;
}

經(jīng)過編譯后,會(huì)變成類似于下面的匯編代碼:

_main:
    push ebp
    mov ebp, esp
    sub esp, 12
    mov DWORD PTR [ebp-4], 10
    mov DWORD PTR [ebp-8], 20
    mov eax, DWORD PTR [ebp-4]
    add eax, DWORD PTR [ebp-8]
    mov DWORD PTR [ebp-12], eax
    mov eax, 0
    leave
    ret

匯編是指將匯編文件轉(zhuǎn)換為機(jī)器指令,即二進(jìn)制代碼,生成目標(biāo)文件。例如,上面的匯編代碼經(jīng)過匯編后,會(huì)變成類似于下面的二進(jìn)制代碼:

55 89 E5 83 EC 0C C7 45 FC 0A 00 00 00 C7 45 F8 14 00 00 00 8B 45 FC 03 45 F8 89 45 F4 B8 00 00 00 00 C9 C3

鏈接是指將多個(gè)目標(biāo)文件和庫(kù)文件合并為一個(gè)可執(zhí)行文件,解決各個(gè)文件之間的符號(hào)引用,生成最終的可執(zhí)行文件。例如,如果我們有兩個(gè)目標(biāo)文件a.o和b.o,其中a.o定義了一個(gè)函數(shù)void foo(),而b.o調(diào)用了這個(gè)函數(shù),在鏈接時(shí),鏈接器會(huì)找到a.o中foo函數(shù)的地址,并將b.o中對(duì)foo函數(shù)的引用替換為這個(gè)地址。

C++的編譯過程可以幫助我們理解C++的語(yǔ)言特性,優(yōu)化代碼性能,以及排查錯(cuò)誤和問題。

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