Linux C++ 開發2 - 編寫、編譯、執行第一個程式

陌尘(MoChen)發表於2024-08-08
LinuxC++編譯

上一篇《Linux C++ 開發1 - 搭建C++開發環境》我們搭建好了C++的開發環境，本篇我們將編寫、編譯、執行第一個程式。

1. 第一個C++程式

1.1. demo01.cpp

這裡寫一個最簡單的HelloWord程式

#include <iostream>

int main()
{
    std::cout << "Hello, world!" << std::endl;
    return 0;
}

1.2. 編譯和執行

這是最簡單的編譯和執行方式

# 進入原始碼目錄
cd demo 
# 編譯: g++ ./demo01.cpp 
g++ ./demo01.cpp 
# 執行: ./a.out 
./a.out 
Hello, world!

2. 更多編譯選項

2.1. 指定編譯的目標檔名

g++ ./demo01.cpp -o ./demo01
# 或
# g++ -o ./demo01 ./demo01.cpp
./demo01 
Hello, world!

2.2. 先編譯再連結

上面的命令直接把原始碼編譯連結成了可執行檔案，真實的編譯過程至少經歷了：預處理、編譯、連結的過程。我們把編譯過程拆解成編譯、連結兩個過程。

# 只編譯不連結，生成目標檔案:demo01.o
g++ -c ./demo01.cpp
# 將目標檔案連結成可執行檔案:demo01
g++ -o ./demo01 ./demo01.o
# 執行可執行檔案
./demo01 
Hello, world!

3. gcc 與 g++

GCC(GNU Compiler Collection)是一套由GNU專案開發的支援多種程式語言的編譯器工具鏈，裡面包含了gcc和g++工具。更多C/C++編譯器的介紹參見《一文搞懂C/C++常用編譯器》。

3.1. gcc編譯C++程式碼

上面的程式碼是g++來編譯的，其實我們也可以透過gcc來編譯，命令如下：

# 方法一
# 注意：不加-lstdc++的話，連結會報錯。
gcc demo01.cpp -lstdc++
./a.out 
Hello, world!
# 方法二
gcc -o demo01 demo01.cpp -lstdc++
./demo01 
Hello, world!
# 方法三
gcc -c ./demo01.cpp
gcc -o ./demo01 ./demo01.o -lstdc++ 
./demo01 
Hello, world!

可以看到gcc也可以正確編譯C++的程式碼，區別是需要加-lstdc++引數。這是因為g++預設連結了libstdc++，而gcc預設不連結，需要手動指定。

3.2. gcc與g++的區別

GUN的gcc和g++都是編譯器驅動程式，用於編譯和連結原始碼。它們的主要區別在於處理C++程式碼時的行為和預設設定。以下是它們的主要區別：

1. 預設語言標準：

gcc：預設處理C語言程式碼。
g++：預設處理C++語言程式碼。

2. 編譯器前端：

gcc：使用GCC（GNU Compiler Collection）的C編譯器前端。
g++：使用GCC的C++編譯器前端。

3. 預設庫連結：

gcc：在連結階段，預設只連結C標準庫。
g++：在連結階段，預設連結C++標準庫，同時也會連結C標準庫。

4. 處理C++特定語法和特性：

gcc：不支援C++特定的語法和特性。
g++：支援C++特定的語法和特性，如類、模板、名稱空間等。

5. .c原始檔的編譯：

gcc：把它當作是C程式。
g++：當作是c++程式。

備註： 字尾為.cpp的，兩者都會認為是c++程式。

6. 編譯選項：

gcc：可以使用-lstdc++選項來連結C++標準庫。
g++：不需要額外選項，預設連結C++標準庫。

總結來說，gcc主要用於編譯C程式碼，而g++主要用於編譯C++程式碼，並且在連結階段會自動處理C++標準庫的連結。如果你需要編譯C++程式碼，建議使用g++，這樣可以避免手動指定連結C++標準庫的麻煩。

4. gcc 和 g++ 的常用編譯選項

4.1. 常用編譯選項

  1. 基本選項：

    • -o <file>：指定輸出檔案的名稱。
    • -c：只編譯不連結，生成目標檔案（.o）。
    • -E：只進行預處理，不編譯、彙編或連結。
    • -S：只編譯不彙編，生成彙編程式碼檔案（.s）。

  2. 最佳化選項：

    • -O0：不進行最佳化（預設）。
    • -O1：基本最佳化。
    • -O2：更多最佳化，但會增加編譯時間。
    • -O3：最大程度最佳化，可能會顯著增加編譯時間。
    • -Os：最佳化大小，適用於嵌入式系統。

  3. 除錯選項：

    • -g：生成除錯資訊，用於除錯工具（如GDB）。
    • -ggdb：生成GDB專用的除錯資訊。

  4. 警告選項：

    • -Wall：啟用所有警告。
    • -Wextra：啟用額外的警告。
    • -Werror：將警告視為錯誤。

  5. 語言標準選項：

    • gcc編譯C語言(.c)時使用的C標準：
      • -std=c99：使用C99標準。
      • -std=c11：使用C11標準。
      • -std=gnu99：使用GNU擴充套件的C99標準。
      • -std=gnu11：使用GNU擴充套件的C11標準。
    • g++編譯C++(.cpp)時使用的C標準：
      • -std=c++98：使用C++98標準。
      • -std=c++03：使用C++03標準。
      • -std=c++11：使用C++11標準。
      • -std=c++14：使用C++14標準。
      • -std=c++17：使用C++17標準。
      • -std=c++20：使用C++20標準。

  6. 連結選項：

    • -l<library>：連結指定的庫。
    • -L<path>：指定庫檔案的搜尋路徑。
    • -static：靜態連結庫。

  7. 前處理器選項：

    • -D<name>：定義宏。
    • -D<name>=<value>：定義帶值的宏。
    • -I<path>：新增標頭檔案搜尋路徑。

  8. 連結C++標準庫：

    • -lstdc++: 連結C++標準庫。(gcc編譯.cpp時要加上此選項；g++編譯可不加，因為預設會連結C++標準庫)

  9. 其他選項：

    • -v：顯示編譯器的版本和配置資訊。
    • -save-temps：儲存中間檔案（如預處理檔案、彙編檔案等）。

4.2. 示例

g++ -o myprogram myfile.cpp -std=c++11 -O2 -Wall -g

上面的命令將編譯myfile.cpp檔案，生成myprogram可執行檔案，使用C++11標準，最佳化級別為2，啟用所有警告，生成除錯資訊。

大家好，我是陌塵。

IT從業10年+, 北漂過也深漂過，目前暫定居於杭州，未來不知還會飄向何方。

搞了8年C++，也幹過2年前端；用Python寫過書，也玩過一點PHP，未來還會折騰更多東西，不死不休。

感謝大家的關注，歡迎加我微信(Spencer_MC)，期待與大家一起交流。

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