GCC编译器使用指北
GCC相关
文章目录
- GCC相关
- 1. GCC是是什么？
- 2. 安装GCC编译器
- 2.1 Linux安装GCC
- 2.2 Windows安装GCC
- 2.3 手动安装指定版本
- 3. gcc 和 g++ 是什么，有什么区别？
- 4. GCC自动识别的文件扩展名
- 5. 不同GCC版本支持的C/C++语言编译标准
- 6. GCC编译C/C++程序
- 6.1 一步到位
- 6.2 分步编译
- 6.3 补充：GCC -o选项
- 8. 使用gcc一次处理多个文件
- 9. 头文件和源文件
- 10. 主要参考
1. GCC是是什么？
早期 GCC 的全拼为 GNU C Compiler，即 GUN 计划诞生的 C 语言编译器，显然最初 GCC 的定位确实只用于编译 C 语言。但经过这些年不断的迭代，GCC 的功能得到了很大的扩展，它不仅可以用来编译 C 语言程序，还可以处理 C++、Go、Objective -C 等多种编译语言编写的程序。与此同时，由于之前的 GNU C Compiler 已经无法完美诠释 GCC 的含义，所以其英文全称被重新定义为 GNU Compiler Collection，即 GNU 编译器套件。
所谓编译器，可以简单地将其理解为“翻译器”。要知道，计算机只认识二进制指令（仅有 0 和 1 组成的指令），我们日常编写的 C 语言代码、C++ 代码、Go 代码等，计算机根本无法识别，只有将程序中的每条语句翻译成对应的二进制指令，计算机才能执行。
我们知道，操作系统大致分为 2 大阵营，分别是 Windows 阵营和类 Unix 阵营（包括 Unix、Linux、Mac OS、安卓等）。通常情况下，Windows 系统下用户更习惯使用现有的 IDE 来编译程序；而类 Unix 系统下，用户更喜欢直接编写相应的 gcc 命令来编译程序。
2. 安装GCC编译器
2.1 Linux安装GCC
#查看gcc版本，是否安装
gcc --version
#or
gcc -v#Ubuntu安装
sudo apt-get install gcc#CentOS安装
yum -y install gcc
yum -y install gcc-c++
2.2 Windows安装GCC
基于VS Code的C++环境配置/编译/执行/调试
2.3 手动安装指定版本
http://c.biancheng.net/view/7933.html
3. gcc 和 g++ 是什么，有什么区别？
实际使用中我们更习惯使用 gcc 指令编译 C 语言程序，用 g++ 指令编译 C++ 代码。需要强调的一点是，这并不是 gcc 和 g++ 的区别，gcc 指令也可以用来编译 C++ 程序，同样 g++ 指令也可以用于编译 C 语言程序。
实际上，只要是 GCC 支持编译的程序代码，都可以使用 gcc 命令完成编译。可以这样理解，gcc 是 GCC 编译器的通用编译指令，因为根据程序文件的后缀名，gcc 指令可以自行判断出当前程序所用编程语言的类别，比如：
- xxx.c：默认以编译 C 语言程序的方式编译此文件；
- xxx.cpp：默认以编译 C++ 程序的方式编译此文件。
- xxx.m：默认以编译 Objective-C 程序的方式编译此文件；
- xxx.go：默认以编译 Go 语言程序的方式编译此文件；
当然，gcc 指令也为用户提供了“手动指定代表编译方式”的接口，即使用 -x 选项。例如，gcc -xc xxx 表示以编译 C 语言代码的方式编译 xxx 文件；而 gcc -xc++ xxx 则表示以编译 C++ 代码的方式编译 xxx 文件。有关 -x 选项的用法，后续会给出具体样例。
但如果使用 g++ 指令，则无论目标文件的后缀名是什么，该指令都一律按照编译 C++ 代码的方式编译该文件。也就是说，对于 .c 文件来说，gcc 指令以 C 语言代码对待，而 g++ 指令会以 C++ 代码对待。但对于 .cpp 文件来说，gcc 和 g++ 都会以 C++ 代码的方式编译。
- 总而言之：对于 C 语言程序的编译，我们应该使用 gcc 指令，而编译 C++ 程序则推荐使用 g++ 指令。
4. GCC自动识别的文件扩展名
| 文件名称+扩展名 | GCC 编译器识别的文件类型 |
|---|---|
| file.c | 尚未经过预处理操作的 C 源程序文件。 |
| file.i | 经过预处理操作、但尚未进行编译、汇编和连接的 C 源代码文件。 |
| file.cpp file.cp file.cc file.cxx file.CPP file.c++ file.C | 尚未经过预处理操作的 C++ 源代码文件。 |
| file.ii | 已经预处理操作，但尚未进行编译、汇编和连接的 C++ 源代码文件。 |
| file.s | 经过编译生成的汇编代码文件。 |
| file.h | C、C++ 或者 Objective-C++ 语言头文件。 |
| file.hh file.H file.hp file.hxx file.hpp file.HPP file.h++ file.tcc | C++ 头文件。 |
注意，表中仅罗列了 GCC 编译器可识别的与 C 和 C++ 语言相关的文件后缀名。除此之外，GCC 编译器还支持 Go、Objective-C，Objective-C ++，Fortran，Ada，D 和 BRIG（HSAIL）等编程语言的编译，关于这些编程语言可被识别的文件扩展名，感兴趣的读者可前往GCC官网查看。
如果当前文件的扩展名和表中不符，还能使用 GCC 编译器吗？答案是肯定的。只需要借助 -x 选项（小写）指明当前文件的类型即可。如下：
#编译 hello.shengkai 的C源程序文件
#选项可以是：-xc、-xcpp
gcc -xc hello.shengkai
5. 不同GCC版本支持的C/C++语言编译标准
| GCC 版本 | C语言常用标准 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C89/C90 | C99 | C11 | C17 | GNU90 | GNU99 | GNU11 | GNU17 | |
| 10.1 ~ 8.4 | c89 / c90 | c99 | c11 | c17/c18 | gnu90/gnu89 | gnu99 | gnu11 | gnu17/gnu18 |
| 7.5 ~ 5.5 | c89/c90 | c99 | c11 | gnu90/gnu89 | gnu99 | gnu11 | ||
| 4.9.4 ~ 4.8.5 | c89/c90 | c99 | c11 | gnu90/gnu89 | gnu99 | gnu11 | ||
| 4.7.4 | c89/c90 | c99（部分支持） | c11（部分支持） | gnu90/gnu89 | gnu99（部分支持） | gnu11（部分支持） | ||
| 4.6.4 | c89/c90 | c99（部分支持） | c1x（部分支持） | gnu90/gnu89 | gnu99（部分支持） | gnu1x（部分支持） | ||
| 4.5.4 | c89/c90 | c99（部分支持） | gnu90/gnu89 | gnu99（部分支持） |
注意，表头表示的是各个编译标准的名称，而表格内部的则为 -std 可用的值，例如 -std=c89、-std=c11、-std=gnu90 等（表 2 也是如此）。
| GCC 版本 | C++常用标准 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C++98/03 | C++11 | C++14 | C++17 | GNU++98 | GNU++11 | GNU++14 | GNU++17 | |
| 10.1 ~ 8.4 | c++98/c++03 | c++11 | c++14 | c++17 | gnu++98/gnu++03 | gnu++11 | gnu++14 | gnu++17 |
| 7.5 ~ 5.5 | c++98/c++03 | c++11 | c++14 | c++1z（部分支持） | gnu++98/gnu++03 | gnu++11 | gnu++14 | gnu++1z（部分支持） |
| 4.9.4 ~ 4.8.5 | c++98/c++03 | c++11 | c++1y（部分支持） | gnu++98/gnu++03 | gnu++11 | gnu++1y（部分支持） | ||
| 4.7.4 | c++98 | c++11（部分支持） | gnu++98 | gnu++11（部分支持） | ||||
| 4.6.4 | c++98 | c++0x（部分支持） | gnu++98 | gnu++0x（部分支持） | ||||
| 4.5.4 | c++98 | c++0x（部分支持） | gnu++98 | gnu++0x（部分支持） |
表 1、2 中，有些版本对应的同一编译标准有 2 种表示方式，例如对于 8.4~10.1 版本的 GCC 编译器来说，-std=c89 和 -std=c90 是一样的，使用的都是 C89/C90 标准。另外，GCC 编译器还有其他版本，读者可查阅 GCC文档获得相关信息。
6. GCC编译C/C++程序
6.1 一步到位
#一步到位实例，现有hello.c的C源程序文件
gcc hello.c -o hello#生成了名为hello的二进制可执行文件
6.2 分步编译
C 或者 C++ 程序从源代码生成可执行程序的过程，需经历 4 个过程，分别是预处理、编译、汇编和链接。
| gcc/g++指令选项 | 功 能 |
|---|---|
| -E（大写） | 预处理指定的源文件，不进行编译。 |
| -S（大写） | 编译指定的源文件，但是不进行汇编。 |
| -c | 编译、汇编指定的源文件，但是不进行链接。 |
| -o | 指定生成文件的文件名。 |
| -llibrary（-I library） | 其中 library 表示要搜索的库文件的名称。该选项用于手动指定链接环节中程序可以调用的库文件。建议 -l 和库文件名之间不使用空格，比如 -lstdc++。 |
| -ansi | 对于 C 语言程序来说，其等价于 -std=c90；对于 C++ 程序来说，其等价于 -std=c++98。 |
| -std= | 手动指令编程语言所遵循的标准，例如 c89、c90、c++98、c++11 等。 |
注意，表 1 中仅列出了初学者常用的一些指令选项，事实上这仅是冰山一角，GCC 编译器提供有大量的指令选项，可满足我们在大部分场景下的编译需求。有关更多的编译指令，感兴趣的读者可自行查看 GCC 手册。
#分步编译实例，现有hello.c的源文件#预处理，生成hello.i预处理文件
gcc -E hello.c -o hello.i#编译，生成hello.s的汇编文件
gcc -S hello.i -o hello.s#汇编，生成hello.o的目标文件
gcc -c hello.s -o hello.o#链接，将目标文件作为输入文件，产生可执行文件
gcc hello.o -o hello#执行
./hello
6.3 补充：GCC -o选项
gcc
-o选项用来指定输出文件，如果不使用 -o 选项，那么将采用默认的输出文件。例如默认情况下，生成的可执行文件的名字默认为 a.out。
如下是 gcc -o 指令的使用语法格式：
[root@shengkai]# gcc [-E|-S|-c] [infile] [-o outfile]
其中，用方括号 [] 括起来的部分可以忽略。
[infile] 表示输入文件（也即要处理的文件），它可以是源文件、汇编文件或者目标文件；[outfile] 表示输出文件（也即处理的结果），可以是预处理文件、目标文件、可执行文件等。
8. 使用gcc一次处理多个文件
以下这些操作都可以共用一条 gcc 指令：
- 将多个 C（C++）源文件加工为汇编文件或者目标文件；
- 将多个 C（C++）源文件或者预处理文件加工为汇编文件或者目标文件；
- 将多个 C（C++）源文件、预处理文件或者汇编文件加工为目标文件；
- 同一项目中，不同的源文件、预处理文件、汇编文件以及目标文件，可以使用一条 gcc 指令，最终生成一个可执行文件。
注意，多个 C（C++）源文件也可以使用一条 gcc -E 指令完成预处理操作，但由于该指令默认情况下只会将预处理结果输出到屏幕上，因此预处理操作虽然可以完成，但无法生成各自对应的预处理文件。
#现有源文件demo1.c, demo2.c#预处理，默认将预处理结果输出到屏幕上
gcc -E demo1.c demo2.c #编译，生成demo1.s和 demo2.s 的汇编文件
gcc -S demo1.c demo2.c#汇编，生成demo1.o和 demo2.o 的目标文件
gcc -c demo1.c demo2.c#链接，生成一个可执行文件
gcc demo1.c demo2.c -o demo
#善用*号
gcc *.c -o demo.exe#执行
./demo
9. 头文件和源文件
通常我们会在头文件中一些类型的定义、结构体定义、宏定义、函数声明、include包含等内容。而在源文件中编写实际的功能实现。
源文件中包含了hello.h这个头文件，于是在这个hello.c文件中就可以使用这些在头文件中定义的内容，可以使用自定义类型、自定义函数、标准输入输出函数等。在使用gcc编译代码时只需要指定hello.c即可编译器会根据#include "hello.h"找到这个头文件，注意hello.h和hello.c要存放在同一个目录下。
值得详细讲述的还有 include的路径问题，当使用<>来指定包含的头文件时，编译器会从系统头文件库中进行查找，而使用""来包含的头文件，编译器将会从当前程序目录进行查找。 在include时被包含文件可以是绝对路径，也可以是相对路径，总之，只要头文件的存放路径与当前源文件的关系正确即可。
另外include不仅仅能包含.h类型的头文件，理论上它可以包含任意类型的文件，例如包含一个.c文件等，但我们通常都用于包含.h类型的头文件
参考
10. 主要参考
[1] C语言中文网
[2] C语言基础：多文件编译
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