C++生成二级制文件过程（预处理->编译->链接 ）

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Windows下C++编程，通过VC生成工程，编写C++源文件，点运行，代码没问题直接出结果。VC什么都帮我们搞了，不了解其中过程也完全没问题。

转到linux下写c++，总觉得有点虚，毕竟很多时候需要自己去构建。网上找了一些相关的文章，大多讲得高深，弄懂其过程后来写一篇不高深但易懂的，方便回忆。有不准确的地方欢迎指正。

 

C++包括源文件(.cpp)和头文件(.h)，头文件包含变量的声明和类定义，源文件包含变量的定义。当然你也可以只用源文件来组织程序，但使用.h文件可以使程序结构更清晰。

linux下，c++生成二进制文件通常使用1条命令即可

　　g++ source1.cpp source2.cpp source3.cpp -o main

其实这过程包含预处理、编译和链接3个过程，预处理包含宏定义、包含指令和条件编译指令。

 

宏定义是简单的替换，将某个变量值替换为另一个内容，之前学C的时候把它当全局变量使用（#define PI 3.14），包含指令可以包含其他C++文件，一般包含.h文件，预处理后可以将包含的.h文件内容展开（.h文件中包含的文件也被展开）。条件编译利用宏定义和包含指令，对代码展开内容做控制。比如：main.cpp中include "student.h"、include "teacher.h"，student.h文件中又include "teacher.h"，那么teacher.h被include了2次，Teacher类重复定义，编译会报错。在Teacher.h中可以使用条件编译（#ifndef _TEACHER_H #define _TEACHER_H ... #endif）,保证Teacher定义只有一次。

 

编译过程将每个编译单元的代码翻译为机器码，每个编译单元产生一个目标文件（包含未解决符号表、导出符号表、地址重定向表和机器码）。变量、函数分为外链接（extern，符号导出）和内链接（static，符号不导出）

static和extern

　　static:在example.h文件中全局范围内定义的变量x，变量a只可以在本编译单元内使用，不对外暴露该变量（链接时不会令其他编译单元拿到该变量）。所以，a.cpp文件（a编译单元）只要include "example.h"，就可以在本编译单元使用变量x。b.cpp（b编译单元）也include "example.h"，也可以在它的编译单元内使用变量x。使用的是各自版本的x，链接时彼此不冲突。

　　extern:全局变量的声明，变量可以声明多次，不会报错。extern int x，本编译单元会操作一个变量x，但x的定义并不在此编译单元。所以编译时发现访问没有定义的变量x不会报错，在链接时会找到它的定义，多个编译单元共享一个全局变量。

所以，在.h文件中全局变量的定义，要么是static的，各编译单元用各自的。要么是extern的声明，我要用到一个全局变量，如果没找到定义就在别的编译单元内找找。如果在.h文件中定义一个变量，不合理。.h文件可能会被多个编译单元include，那链接时必然出现变量重定义。

      

链接过程将多个目标文件链接（依赖目标文件的3个表），组成完整二进制程序。此时可能的错误有：extern的变量却没有找到定义在哪；某个变量被多次定义。

 

以上就是C++源文件到可执行程序的处理过程，细节比这描述要复杂得多，但还是要先有骨再有肉。欢迎一起讨论。