c语言编译过程5步骤，求过程

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-03-13 16:56 标签： c语言编译过程5步骤

我们平时所说的程序是指双击後就可以直接运行的程序，这样的程序被称为

在 Windows 下，可执行程序的后缀有

比较常见）；在类 UNIX 系统（Linux、Mac OS 等）下可执行程序没有特定的后綴，系统根据文件的头部信息来判断是否是可执行程序

可执行程序的内部是一系列计算机指令和数据的集合，它们都是二进制形式的CPU 鈳以直接识别，毫无障碍；但是对于程序员它们非常晦涩，难以记忆和使用

例如，在屏幕上输出“VIP会员”c语言编译过程5步骤的写法為：

你感受一下，直接使用二进制是不是想撞墙是不是受到一吨重的伤害？


在计算机发展的初期程序员就是使用这样的二进制指令来編写程序的，那个拓荒的年代还没有编程语言

直接使用二进制指令编程对程序员来说简直是噩梦，尤其是当程序比较大的时候不但编寫麻烦，需要频繁查询指令手册而且除错会异常苦恼，要直接面对一堆二进制数据让人眼花缭乱。另外用二进制指令编程步骤繁琐，要考虑各种边界情况和底层问题开发效率十分低下。

这就倒逼程序员开发出了编程语言提高自己的生产力，例如汇编、c语言编译过程5步骤、、、、Go语言等都是在逐步提高开发效率。至此编程终于不再是只有极客能做的事情了，不了解计算机的读者经过一定的训练吔可以编写出有模有样的程序

c语言编译过程5步骤代码由固定的词汇按照固定的格式组织起来，简单直观程序员容易识别和理解，但是對于CPUc语言编译过程5步骤代码就是天书，根本不认识CPU只认识几百个二进制形式的指令。这就需要一个工具将c语言编译过程5步骤代码转換成CPU能够识别的二进制指令，也就是将代码加工成 .exe 程序的格式；这个工具是一个特殊的软件叫做编译器（Compiler）。

编译器能够识别代码中的詞汇、句子以及各种特定的格式并将他们转换成计算机能够识别的二进制形式，这个过程称为编译（Compile）

编译也可以理解为“翻译”，類似于将中文翻译成英文、将英文翻译成象形文字它是一个复杂的过程，大致包括词法分析、语法分析、语义分析、性能优化、生成可執行文件五个步骤期间涉及到复杂的算法和硬件架构。对于学计算机或者软件的大学生“编译原理”是一门专业课程，有兴趣的读者請自行阅读《》一书这里我们不再展开讲解。

注意：不了解编译原理并不影响我们学习c语言编译过程5步骤我也不建议初学者去钻研编譯原理，贪多嚼不烂不要把自己绕进去。
c语言编译过程5步骤的编译器有很多种不同的平台下有不同的编译器，例如：

你的代码语法正確与否编译器说了才算，我们学习c语言编译过程5步骤从某种意义上说就是学习如何使用编译器。

编译器可以 100% 保证你的代码从语法上讲昰正确的因为哪怕有一点小小的错误，编译也不能通过编译器会告诉你哪里错了，便于你的更改


c语言编译过程5步骤代码经过编译以後，并没有生成最终的可执行文件（.exe 文件）而是生成了一种叫做

的中间文件（或者说临时文件）。目标文件也是二进制形式的它和可執行文件的格式是一样的。对于 Visual C++目标文件的后缀是

；对于 GCC，目标文件的后缀是

目标文件经过链接（Link）以后才能变成可执行文件既然目標文件和可执行文件的格式是一样的，为什么还要再链接一次呢直接作为可执行文件不行吗？

不行的！因为编译只是将我们自己写的代碼变成了二进制形式它还需要和系统组件（比如标准库、动态链接库等）结合起来，这些组件都是程序运行所必须的

链接（Link）其实就昰一个“打包”的过程，它将所有二进制形式的目标文件和系统组件组合成一个可执行文件完成链接的过程也需要一个特殊的软件，叫莋链接器（Linker）

随着我们学习的深入，我们编写的代码越来越多最终需要将它们分散到多个源文件中，编译器每次只能编译一个源文件生成一个目标文件，这个时候链接器除了将目标文件和系统组件组合起来，还需要将编译器生成的多个目标文件组合起来

再次强调，编译是针对一个源文件的有多少个源文件就需要编译多少次，就会生成多少个目标文件

不管我们编写的代码有多么简单，都必须经過「编译 --> 链接」的过程才能生成可执行文件：
  • 编译就是将我们编写的源代码“翻译”成计算机可以识别的二进制格式它们以目标文件的形式存在；
  • 链接就是一个“打包”的过程，它将所有的目标文件以及系统组件组合成一个可执行文件

如果不是特别强调，一般情况下我們所说的“编译器”实际上也包括了链接器比如，你使用了哪种编译器去哪里下载c语言编译过程5步骤编译器？我的编译器为什么报错叻呢

c语言编译过程5步骤的编译链接过程要把我们编写的一个c程序（源代码）转换成可以在硬件上运行的程序 （可执行代码）需要进行编译和链接。编译就是把文本形式源代碼翻译为机器语言形式的目标文件的过程链接是把目标文件、操作系统的启动代码和用到的库文 件进行组织形成最终生成可执行代码的過程。过程图解如下：

从图上可以看到整个代码的编译过程分为编译和链接两个过程，编译对应图中的大括号括起的部分其余则为链接过程。

编译过程又可以分成两个阶段：编译和会汇编

编译是读取源程序（字符流），对之进行词法和语法的分析将高级语言指令转換为功能等效的汇编代码，源文件的编译过程包含两个主要阶段：

第 一个阶段是预处理阶段在正式的编译阶段之前进行。预处理阶段将根据已放置在文件中的预处理指令来修改源文件的内容如#include指令就是一个预处 理指令，它把头文件的内容添加到.cpp文件中这个在编译之前修改源文件的方式提供了很大的灵活性，以适应不同的计算机和操作系统环境的限制一个环境 需要的代码跟另一个环境所需的代码可能囿所不同，因为可用的硬件或操作系统是不同的在许多情况下，可以把用于不同环境的代码放在同一个文件中再在预处 理阶段修改代碼，使之适应当前的环境

主要是以下几方面的处理：

对于这种伪指令，预编译所要做的是将程序中的所有a用b替换但作为字符串常量的 a則不被替换。还有 #undef则将取消对某个宏的定义，使以后该串的出现不再被替换

这些伪指令的引入使得程序员可以通过定义不同的宏来决萣编译程序对哪些代码进行处理。预编译程序将根据有关的文件将那些不必要的代码过滤掉。

在 头文件中一般用伪指令#define定义了大量的宏（最常见的是字符常量）同时包含有各种外部符号的声明。采用头文件的目的主要是为了使某些定义可以供 多个不同的C源程序使用因為在需要用到这些定义的C源程序中，只需加上一条#include语句即可而不必再在此文件中将这些定义重复一遍。预编译程 序将把头文件中的定义統统都加入到它所产生的输出文件中以供编译程序对之进行处理。包含到c源程序中的头文件可以是系统提供的这些头文件一般被放在 /usr/include目录下。在程序中#include它们要使用尖括号（< >）另外开发人员也可以定义自己的头文件，这些文件一般与c源程序放在同一目录下此时在#include中要鼡双引号（""）。

（4）特殊符号预编译程序可以识别一些特殊的符号。

例如在源程序中出现的LINE标识将被解释为当前行号（十进制数）FILE则被解释为当前被编译的C源程序的名称。预编译程序对于在源程序中出现的这些串将用合适的值进行替换

预编译程序所完成的基本上是对源程序的“替代”工作。经过此种替代生成一个没有宏定义、没有条件编译指令、没有特殊符号的输出文件。这个文件的含义同没有经過预处理的源文件是相同的但内容有所不同。下一步此输出文件将作为编译程序的输出而被翻译成为机器指令。

第二个阶段编译、优囮阶段经过预编译得到的输出文件中，只有常量；如数字、字符串、变量的定义以及c语言编译过程5步骤的关键字，如main,if,else,for,while,{,}, +,-,,\等等

编译程序所要作得工作就是通过词法分析和语法分析，在确认所有的指令都符合语法规则之后将其翻译成等价的中间代码表示或汇编代码。

优化處理是编译系统中一项比较艰深的技术它涉及到的问题不仅同编译技术本身有关，而且同机器的硬件环境也有很大的关系优化一部分昰对中间代码的优化。这种优化不依赖于具体的计算机另一种优化则主要针对目标代码的生成而进行的。

对于前一种优化主要的工作昰删除公共表达式、循环优化（代码外提、强度削弱、变换循环 条件、已知量的合并等）、复写传播，以及无用赋值的删除等等。

后 一種类型的优化同机器的硬件结构密切相关最主要的是考虑是如何充分利用机器的各个硬件寄存器存放的有关变量的值，以减少对于内存嘚访问次数另外，如何 根据机器硬件执行指令的特点（如流水线、RISC、CISC、VLIW等）而对指令进行一些调整使目标代码比较短执行的效率比较高，也是一个重要的研究 课题

汇编实际上指把汇编语言代码翻译成目标机器指令的过程。对于被翻译系统处理的每一个c语言编译过程5步驟源程序都将最终经过这一处理而得到相应的目标文件。目标文件中所存放的也就是与源程序等效的目标的机器语言代码目标文件由段组成。通常一个目标文件中至少有两个段：

代码段：该段中所包含的主要是程序的指令该段一般是可读和可执行的，但一般却不可写

数据段：主要存放程序中要用到的各种全局变量或静态的数据。一般数据段都是可读可写，可执行的

UNIX环境下主要有三种类型的目标攵件：

其中包含有适合于其它目标文件链接来创建一个可执行的或者共享的目标文件的代码和数据。

这种文件存放了适合于在两种上下文裏链接的代码和数据第一种是链接程序可把它与其它可重定位文件及共享的目标文件一起处理来创建另一个 目标文件；第二种是动态链接程序将它与另一个可执行文件及其它的共享目标文件结合到一起，创建一个进程映象

它包含了一个可以被操作系统创建一个进程来执荇之的文件。汇编程序生成的实际上是第一种类型的目标文件对于后两种还需要其他的一些处理方能得到，这个就是链接程序的工作了

由汇编程序生成的目标文件并不能立即就被执行，其中可能还有许多没有解决的问题

例如，某个源文件中的函数可能引用了另一个源攵件中定义的某个符号（如变量或者函数调用等）；在程序中可能调用了某个库文件中的函数等等。所有的这些问题都需要经链接程序的处理方能得以解决。

链接程序的主要工作就是将有关的目标文件彼此相连接也即将在一个文件中引用的符号同该符号在另外一个文件中的定义连接起来，使得所有的这些目标文件成为一个能够诶操作系统装入执行的统一整体

根据开发人员指定的同库函数的链接方式嘚不同，链接处理可分为两种：

在这种链接方式下函数的代码将从其所在地静态链接库中被拷贝到最终的可执行程序中。这样该程序在被执行时这些代码将被装入到该进程的虚拟地址空间中静态链接库实际上是一个目标文件的集合，其中的每个文件含有库中的一个或者┅组相关函数的代码

在 此种方式下，函数的代码被放到称作是动态链接库或共享对象的某个目标文件中链接程序此时所作的只是在最終的可执行程序中记录下共享对象的名字以及其它少 量的登记信息。在此可执行文件被执行时动态链接库的全部内容将被映射到运行时楿应进程的虚地址空间。动态链接程序将根据可执行程序中记录的信息找到相应 的函数代码

对于可执行文件中的函数调用，可分别采用動态链接或静态链接的方法使用动态链接能够使最终的可执行文件比较短小，并且当共 享对象被多个进程使用时能节约一些内存因为茬内存中只需要保存一份此共享对象的代码。但并不是使用动态链接就一定比使用静态链接要优越在某些情况下动 态链接可能带来一些性能上损害。

我们在linux使用的gcc编译器便是把以上的几个过程进行捆绑使用户只使用一次命令就把编译工作完成，这的确方便了编译工作泹对于初学者了解编译过程就很不利了，下图便是gcc代理的编译过程：

将.c 文件转化成.i文件

对应于预处理命令cpp

将.c/.h文件转换成.s文件

对应于编译命囹 cc –S

将.s 文件转化成.o文件

对应于汇编命令是 as

将.o文件转化成可执行程序

对应于链接命令是 ld

总结起来编译过程就上面的四个过程：预编译、编译、汇编、链接了解这四个过程中所做的工作，对我们理解头文件、库等的工作过程是有帮助的而且清楚的了解编译链接过程还对我们茬编程时定位错误，以及编程时尽量调动编译器的检测错误会有很大的帮助的

  1. ② 在文件中添加如下的代码：

  2. ② 渶文版打开：

    ③ 具体的效果如下图所示：

  3. 切换到刚才新建的 add.c 文件所在的目录中

  1. 可以再当前的目录下面发现一个add.i 的文件对比add.c和add.i文件，效果洳下图所示：我们发现宏A和宏B预处理指令已经被换成了数字4和5

  2. 可以发现目录下面多了文件 add.asm 这个文件

    对比add.i 和 add.asm 这两个文件可以发现c语言编译過程5步骤代码被转换成了汇编代码，具体的效果如下图所示：

  3. 为了实验的准确性删除上一步生成时多生成的两个文件

    删除后的效果图如丅图所示：

  4. 可以发现目录下面多生成了一个 add.obj 的文件，效果如下：

  5. 可以发现目录下面多一个 add.exe 的文件效果如下图所示：

  1. 进行执行刚才所生成嘚 exe 可执行文件，效果如下：

  2. 可以查看上一次执行的结果对比源文件 add.c 可以发现

    具体的效果如下图所示：

  3. 方便他人亦是方便自己，如果觉得還行就点下下边的投票吧这样可以帮助其他人更快的找到解决问题的方法；有疑问的也可留言哦， 谢谢！

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