So kompilieren Sie C++ mit g++ unter Linux

Dieser Artikel zeigt Ihnen hauptsächlich die Methode zum Kompilieren von C++ mit g++ in der Linux-Umgebung und die Weitergabe verwandter Beispielcodes. Interessierte Freunde können daraus lernen. Ich hoffe, es hilft allen.

Eine einzelne Quelldatei generiert ein ausführbares Programm

Das Folgende ist der Code für ein einfaches C++-Programm, das in der Datei helloworld.cpp gespeichert ist:

/* helloworld.cpp */
#include <iostream>
int main(int argc,char *argv[])
{
  std::cout << "hello, world" << std::endl;
  return(0);
}

Das Programm verwendet cout, das in der Header-Datei iostream definiert ist, um eine einfache Zeichenfolge in die Standardausgabe zu schreiben. Dieser Code kann mit dem folgenden Befehl in eine ausführbare Datei kompiliert werden:

$ g++ helloworld.cpp

Der Compiler g++ kann ihn als C++-Quellcode identifizieren, indem er den Suffixnamen der Datei überprüft in der Befehlszeile angegeben. Die Standardaktion des Compilers: Kompilieren Sie die Quellcodedatei, um eine Objektdatei (Objektdatei) zu generieren, verknüpfen Sie die Objektdatei und die Funktionen in der libstdc++-Bibliothek, um ein ausführbares Programm zu erhalten. Anschließend löschen Sie die Objektdatei. Da der Dateiname des ausführbaren Programms nicht in der Befehlszeile angegeben wird, verwendet der Compiler den Standardwert a.out. Das Programm kann wie folgt ausgeführt werden:

$ ./a.out
hello, world

Ein häufigerer Ansatz besteht darin, den Dateinamen des ausführbaren Programms über die Option -o anzugeben. Der folgende Befehl erzeugt eine ausführbare Datei mit dem Namen helloworld:

$ g++ helloworld.cpp -o helloworld

Geben Sie den Programmnamen in die Befehlszeile ein, um ihn auszuführen:

$ ./helloworld
hello, world

Das Programm g++ ist eine spezielle Version, die die Standardsprache von gcc auf C++ setzt. Beim Verknüpfen wird automatisch die C++-Standardbibliothek anstelle der C-Standardbibliothek verwendet. Durch Befolgen der Namenskonvention des Quellcodes und Angabe des Namens der entsprechenden Bibliothek ist es möglich, gcc zum Kompilieren und Verknüpfen von C++-Programmen zu verwenden, wie im folgenden Beispiel gezeigt:

$ gcc helloworld.cpp -lstdc++ -o helloworld

Option -l (ell) Konvertieren Sie den darauf folgenden Namen in den Namen der Bibliothek libstdc++.a, indem Sie das Präfix lib und das Suffix .a hinzufügen. Anschließend wird im Standardbibliothekspfad nach der Bibliothek gesucht. Der Kompilierungsprozess und die Ausgabedateien von gcc sind genau die gleichen wie die von g++.

Auf den meisten Systemen installiert GCC ein Programm namens c++. Wenn es installiert ist, entspricht es g++, wie im folgenden Beispiel gezeigt, und die Verwendung ist konsistent:

$ c++ helloworld.cpp -o helloworld

Mehrere Quelldateien generieren ausführbare Programme

Wenn im g++-Befehl mehr als eine Quellcodedatei angegeben ist, werden alle kompiliert und in einer einzigen ausführbaren Datei verknüpft. Unten finden Sie eine Header-Datei namens speak.h; sie enthält die Definition einer Klasse, die nur eine Funktion enthält:

/* speak.h */
#include <iostream>
class Speak
{
  public:
    void sayHello(const char *);
};

Nachstehend finden Sie den Inhalt der Datei speak.h cpp: Der Funktionskörper, der die Funktion sayHello() enthält:

/* speak.cpp */
#include "speak.h"
void Speak::sayHello(const char *str)
{
  std::cout << "Hello " << str << "\n";
}

Die Datei hellospeak.cpp ist ein Programm, das die Speak-Klasse verwendet:

/* hellospeak.cpp */
#include "speak.h"
int main(int argc,char *argv[])
{
  Speak speak;
  speak.sayHello("world");
  return(0);
}

Der folgende Befehl kompiliert und verknüpft die beiden oben genannten Quellcodedateien zu einem einzigen ausführbaren Programm:

$ g++ hellospeak.cpp speak.cpp -o hellospeak

PS: Lass uns Sprechen Sie darüber, warum die Datei „speak.h“ im Befehl nicht erwähnt wird (der Grund ist: „#include „speak.h““ ist in „speak.cpp“ enthalten, was bedeutet, dass das System-Header-Dateiverzeichnis zuerst durchsucht wird für die Datei „speak.h“ im aktuellen Verzeichnis. Und „speak.h“ befindet sich in diesem Verzeichnis und muss nicht im Befehl angegeben werden.

Quelldatei generiert Objektdatei

Die Option -c wird verwendet, um den Compiler anzuweisen, den Quellcode zu kompilieren, aber keine Verknüpfung und Ausgabe durchzuführen Das Ergebnis ist eine Objektdatei. Der Standarddateiname ist derselbe wie der Quelldateiname, außer dass das Suffix in .o geändert wird. Der folgende Befehl kompiliert beispielsweise die Quellcodedatei hellospeak.cpp und generiert die Objektdatei hellospeak.o:

$ g++ -c hellospeak.cpp

Der Befehl g++ kann auch .o erkennen Dateien und behandeln sie als Eingabedateien, die an den Linker übergeben werden. Der folgende Befehl kompiliert Quelldateien in Objektdateien und verknüpft sie zu einem einzigen ausführbaren Programm:

$ g++ -c hellospeak.cpp 
$ g++ -c speak.cpp 
$ g++ hellospeak.o speak.o -o hellospeak

Die Option -o kann verwendet werden, um mehr als nur eine ausführbare Datei zu benennen Dateien. Es wird auch verwendet, um andere vom Compiler ausgegebene Dateien zu benennen. Beispiel: Abgesehen davon, dass die Zwischenobjektdateien unterschiedliche Namen haben, generiert der folgende Befehl genau dieselbe ausführbare Datei wie oben:

$ g++ -c hellospeak.cpp -o hspk1.o 
$ g++ -c speak.cpp -o hspk2.o 
$ g++ hspk1.o hspk2.o -o hellospeak

Vorverarbeitung kompilieren

Option -E bewirkt, dass g++ den Quellcode mit dem Kompilierungspräprozessor verarbeitet und keine anderen Aktionen mehr ausführt. Der folgende Befehl verarbeitet die Quelldatei helloworld.cpp vor und zeigt die Ergebnisse in der Standardausgabe an:

$ g++ -E helloworld.cpp

Der Quellcode von helloworld.cpp, der weiter oben in diesem Artikel aufgeführt ist, Es gibt nur sechs Zeilen und das Programm zeigt lediglich eine Textzeile an, aber die vorverarbeitete Version wird über 1200 Zeilen umfassen. Dies liegt hauptsächlich daran, dass die Header-Datei iostream enthalten ist und andere Header-Dateien enthält. Darüber hinaus gibt es Definitionen mehrerer Klassen, die die Eingabe und Ausgabe verarbeiten.

Das GCC-Suffix der vorverarbeiteten Datei ist .ii, das mit der Option -o generiert werden kann, zum Beispiel:

$ gcc -E helloworld.cpp -o helloworld.ii

Assembler-Code generieren

Die Option -S weist den Compiler an, das Programm in Assembler zu kompilieren, den Assembler-Code auszugeben und dann zu beenden. Der folgende Befehl generiert die Assembler-Sprachdatei helloworld.s aus der C++-Quellcodedatei:

$ g++ -S helloworld.cpp

生成的汇编语言依赖于编译器的目标平台。

创建静态库

静态库是编译器生成的一系列对象文件的集合。链接一个程序时用库中的对象文件还是目录中的对象文件都是一样的。库中的成员包括普通函数，类定义，类的对象实例等等。静态库的另一个名字叫归档文件(archive)，管理这种归档文件的工具叫 ar 。

在下面的例子中，我们先创建两个对象模块，然后用其生成静态库。

头文件 say.h 包含函数 sayHello() 的原型和类 Say 的定义：

/* say.h */
#include <iostream>
void sayhello(void);
class Say {
  private:
    char *string;
  public:
    Say(char *str)
    {
      string = str;
    }
    void sayThis(const char *str)
    {
      std::cout << str << " from a static library\n";
    }
    void sayString(void);
};

下面是文件 say.cpp 是我们要加入到静态库中的两个对象文件之一的源码。它包含 Say 类中 sayString() 函数的定义体；类 Say 的一个实例 librarysay 的声明也包含在内：

/* say.cpp */
#include "say.h"
void Say::sayString()
{
  std::cout << string << "\n";
}
 
Say librarysay("Library instance of Say");

源码文件 sayhello.cpp 是我们要加入到静态库中的第二个对象文件的源码。它包含函数 sayhello() 的定义：

/* sayhello.cpp */
#include "say.h"
void sayhello()
{
  std::cout << "hello from a static library\n";
}

下面的命令序列将源码文件编译成对象文件，命令 ar 将其存进库中：

$ g++ -c sayhello.cpp
$ g++ -c say.cpp
$ ar -r libsay.a sayhello.o say.o

程序 ar 配合参数 -r 创建一个新库 libsay.a 并将命令行中列出的对象文件插入。采用这种方法，如果库不存在的话，参数 -r 将创建一个新的库，而如果库存在的话，将用新的模块替换原来的模块。

下面是主程序 saymain.cpp，它调用库 libsay.a 中的代码：

/* saymain.cpp */
#include "say.h"
int main(int argc,char *argv[])
{
  extern Say librarysay;
  Say localsay = Say("Local instance of Say");
  sayhello();
  librarysay.sayThis("howdy");
  librarysay.sayString();
  localsay.sayString();
  return(0);
}

该程序可以下面的命令来编译和链接：

$ g++ saymain.cpp libsay.a -o saymain

程序运行时，产生以下输出：

hello from a static library
howdy from a static library
Library instance of Say
Local instance of Say

ps：如果一个文件夹下有多个cpp文件需要编译的话，除了采用makefile的方式之外，还可以使用“g++ *.cpp -o hello",“hello为编译生成的可执行文件的名字”，编译时要确保cpp文件和他们各自所引用的头文件在同一个目录下。

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