[Cherno C++ 笔记 P1~P10]安装、链接器、变量、函数、头文件

- 系列博客
前言
- 视频链接
- P1~P4 安装部分
- P5 C++是如何工作的
- - 第一个C++程序
  - 代码如何编译为二进制文件
  - 第一个函数
  - 将函数放在其他文件中
- P6 C++编译器是如何工作的
- - C++编译器实际上负责什么？
- P7 C++链接器是如何工作的
- - 什么是链接
  - 链接错误
  - - 未解决的外部符号
    - 有重复的符号
- P8 C++变量
- P9 C++函数
- P10 C++头文件
- - VS中的文件夹
  - 第一个头文件
  - #pragma once
  - "" 和 <>

系列博客

[Cherno C++ 笔记 P1~P10]安装、链接器、变量、函数、头文件
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前言

这个系列的视频需要一些基础，最好是学过C。

视频链接

P1 欢迎来到C++
P2 Windows 上安装C++
P3 Mac上安装C++
P4 Linux上安装C++
P5 C++是如何工作的
P6 C++编译器是如何工作的
P7 C++链接器是如何工作的
P8 C++变量
P9 C++函数
P10 C++头文件

P1~P4 安装部分

安装部分网上也有很多，安装也简单。
现在又很多工具可以用来写C++，这里推荐使用vs。

P5 C++是如何工作的

第一个C++程序

#include<iostream>int main()
{std::cout << "Hello world!" << std::endl;std::cin.get();
}

#include<iostream> 叫做预处理语句编译器收到源文件后，会预先处理，找到<>中的文件，然后拷贝到这个位置。

main是程序的入口，计算机从这个函数开始执行代码。在这里，main函数的返回类型是int，但是代码中没有返回任何东西，这是因为main函数是特殊的，它不一定需要返回值。没有写return进行返回的话，它会默认返回了0。

<< 符号叫做重载运算符，可以理解为一个函数。

视频有很大一段在讲vs的相关设置，感兴趣的话可以观看视频。

代码如何编译为二进制文件

项目中的每一个cpp文件都会被编译，但是头文件不会被编译，头文件的内容在预处理时包含到了cpp中。
每一个cpp文件都被编译为object file（目标文件）vs生成的文件后缀为.obj,我们需要将这些文件合并成一个执行文件，链接（Link）会将所有的obj文件黏合在一起，合并成一个.exe文件。

第一个函数

void Log(const char* message) {std::cout << message << std::endl;
}int main()
{std::cout << "Hello world!" << std::endl;Log("Hello World!");std::cin.get();
}

将函数放在其他文件中

在源文件中新建一个Log.cpp

#include<iostream>void Log(const char* message) {std::cout << message << std::endl;
}

将Log函数放在其他地方后，main并不知道发生了这样的改变，它找不到叫做Log的函数，这时进行编译会报错。
我们需要在main所在的文件中声明Log函数存在

#include<iostream>void Log(const char* message);int main()
{std::cout << "Hello world!" << std::endl;Log("Hello World!");std::cin.get();
}

声明：
声明表示这个符号、函数是存在的。void Log(const char* message);就是一个声明，它没有函数体。
定义：
定义是说明这个函数到底是什么，是函数的函数体。

在构建整个项目时，所有.cpp文件都会被编译，链接器会找到正确的Log函数的定义在哪里，如果找不到定义，会报链接错误。

P6 C++编译器是如何工作的

C++编译器实际上负责什么？

C++编译器只负责一件事，将文本文件（我们写的代码）转换成称为目标文件的中间格式。
这些obj文件可以传递到链接，链接可以做它所有要链接的事情。
编译器在生成这些obj时：

预处理代码。这意味着所有的预处理器语句都会先处理。
记号化和解析。将文本转换为编译器真正能够理解和推理的格式。这创建了所谓的抽象语法树。语法树一旦被创建，编译器就可以开始实际生成代码

与java不同的是，c++并不关心文件，文件只是提供给编译器源代码的一种方式。可以随便创建一个文件（如xxx.hello_world)，只要告诉编译器这是一个c++文件，就可以进行编译。
我们提供给编译器的每个c++文件，编译器都将把文件变成翻译单元（一个cpp文件并不一定对应一个翻译单元），翻译单元生成一个obj文件。

obj文件中都是机器码，我们可以在vs中查看汇编语句。

首先，我们在这里打一个断点
进行调试
右键，转到反汇编
可以看到相应语句转换为的汇编语句

可以在属性中开启优化、关闭优化，对比一下生成的汇编语句

P7 C++链接器是如何工作的

什么是链接

链接时一个过程，当我们编译好源文件，我们需要通过一个叫做链接的过程，现在链接的主要任务时找到每个符号和函数所在的地方，并把它们链接起来。
多个翻译单元之间并不互通，我们需要一种方法把这些文件连接起来成一个项目。即使只有一个翻译单元，也需要将main函数连接起来，这就是链接器的主要目的和要做的事情。

链接错误

未解决的外部符号

当链接器找不到确切定义时发生。

我们写一个死代码，它没有被任何函数调用，其中Log函数虽然被定义但并不存在。在这里依然会报错。

虽然我们没有使用Multiply函数，但是在技术上来讲，我们有可能会用到这个函数，所以链接器需要链接到它，所以会报错。

我们使用static将Multiply函数限制在该文件中使用，由于我们没有使用该函数，所以不再报错。

在这里，我们并没有真正导入我们所写的返回void的Log，这里返回为int的函数由于没有明确的定义，所以会引发报错。

有重复的符号

如果我们的函数或变量具有相同的名字或签名，链接器会不知道该链接哪一个。

在下面这个例子中，我们可以看到，即使没有申明，两个相同的函数放在不同的文件中，依然会报错。

P8 C++变量

略

P9 C++函数

略

P10 C++头文件

VS中的文件夹

VS中的文件夹并不是真正的文件夹，你可以在资源管理器中看到并没有这些文件夹。这些文件夹实质上是过滤器。

第一个头文件

Log.cpp

#include<iostream>void Log(const char* message) {std::cout << message << std::endl;
}

Log.h

#pragma once
void Log(const char* message);

Main.cpp

#include<iostream>
#include"Log.h"int main()
{Log("Hello world!");std::cin.get();
}

通过#include"Log.h"导入头文件，将头文件中的文本粘贴到该位置。

#pragma once

progma once: 只包括这个文件一次

#pragma once监督这个头文件，阻止我们单个头文件被多次包含，并转换为单个翻译单元。

这里我想用集合来举例说明：
我们现在有两个集合A{a,b,c,d}和B{c,d,e,f}（a,b,c,d,e,f均为.h文件），当我们同时需要调取A和B时，#pragma once的作用就是将A和B取并集为{a,b,c,d,e,f}而不是简单的合并成{a,b,c,d,c,d,e,f}。

可是使用另一种方法实现相同的功能

#ifndef _LOG_H
#define _LOG_Hvoid Log(const char* message);#endif

#ifndef检查看是否有一个叫做_LOG_H的符号被定义了，如果没有被定义，则继续，如果被定义，则禁止。

“” 和 <>

在编译程序时，<>和""表示两种不同含义。

“”用来包含相对于当前文件的文件

<>用来搜索包含路径中的文件

“”也具有<>的功能

[未完待续]

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