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14-编译和链接

  
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1.4.2　编译和链接

最初，Stroustrup实现C++时，使用了一个C++到C的编译器程序，而不是开发直接的C++到目标代码的编译器。前者叫作cfront（表示C前端，C front end），它将C++源代码翻译成C源代码，然后使用一个标准C编译器对其进行编译。这种方法简化了向C的领域引入C++的过程。其他实现也采用这种方法将C++引入到其他平台。随着C++的日渐普及，越来越多的实现转向创建C++编译器，直接将C++源代码生成目标代码。这种直接方法加速了编译过程，并强调C++是一种独立（虽然有些相似）的语言。

编译的机理取决于实现，接下来的几节将介绍一些常见的形式。这些总结概括了基本步骤，但对于具体步骤，必须查看系统文档。

1．UNIX编译和链接

最初，UNIX命令CC调用cfront，但cfront未能紧跟C++的发展步伐，其最后一个版本发布于1993年。当今的UNIX计算机可能没有编译器、有专用编译器或第三方编译器，这些编译器可能是商业的，也可能是自由软件，如GNU g++编译器。如果UNIX计算机上有C++编译器，很多情况下命令CC仍然管用，只是启动的编译器随系统而异。出于简化的目的，读者应假设命令CC可用，但必须认识到这一点，即对于下述讨论中的CC，可能必须使用其他命令来代替。

请用CC命令来编译程序。名称采用大写字母，这样可以将它与标准UNIX C编译器cc区分开来。CC编译器是命令行编译器，这意味着需要在UNIX命令行上输入编译命令。

例如，要编译C++源代码文件spiffy.C，则应在UNIX提示符下输入如下命令：

CC spiffy.C

如果由于技巧、努力或是幸运的因素，程序没有错误，编译器将生成一个扩展名为o的目标代码文件。在这个例子中，编译器将生成文件spiffy.o。

接下来，编译器自动将目标代码文件传递给系统链接程序，该程序将代码与库代码结合起来，生成一个可执行文件。在默认情况下，可执行文件为a.out。如果只使用一个源文件，链接程序还将删除spiffy.o文件，因为这个文件不再需要了。要运行该程序，只要输入可执行文件的文件名即可：

a.out

注意，如果编译新程序，新的可执行文件a.out将覆盖已有的a.out（这是因为可执行文件占据了大量空间，因此覆盖旧的可执行文件有助于降低存储需求）。然而，如果想保留可执行文件，只需使用UNIX的mv命令来修改可执行文件的文件名即可。

与在C语言中一样，在C++中，程序也可以包含多个文件（本书第8～第16章的很多程序都是这样）。在这种情况下，可以通过在命令行上列出全部文件来编译程序：

CC my.C precious.C

如果有多个源代码文件，则编译器将不会删除目标代码文件。这样，如果只修改了my.C文件，则可以用下面的命令重新编译该程序：

CC my.C precious.o

这将重新编译my.C文件，并将它与前面编译的precious.o文件链接起来。

可能需要显式地指定一些库。例如，要访问数学库中定义的函数，必须在命令行中加上-lm标记：

CC usingmath.C -lm

2．Linux编译和链接

Linux系统中最常用的编译器是g++，这是来自Free Software Foundation的GNU C++编译器。Linux的多数版本都包括该编译器，但并不一定总会安装它。g++编译器的工作方式很像标准UNIX编译器。例如，下面的命令将生成可执行文件a.out

g++ spiffy.cxx

有些版本可能要求链接C++库：

g++ spiffy.cxx -lg++

要编译多个源文件，只需将它们全部放到命令行中即可：

g++ my.cxx precious.cxx

这将生成一个名为a.out的可执行文件和两个目标代码文件my.o和precious.o。如果接下来修改了其中的某个源代码文件，如my.cxx，则可以使用my.cxx和precious.o来重新编译：

g++ my.cxx precious.o

GNU编译器可以在很多平台上使用，包括基于Windows的PC和在各种平台上运行的UNIX系统。

3．Windows命令行编译器

要在Windows PC上编译C++程序，最便宜的方法是下载一个在Windows命令提示符模式（在这种模式下，将打开一个类似于MS-DOS的窗口）下运行的免费命令行编译器。Cygwin和MinGW都包含编译器GNU C++，且可免费下载；它们使用的编译器名为g++。

要使用g++编译器，首先需要打开一个命令提示符窗口。启动程序Cygwin和MinGW时，它们将自动为您打开一个命令提示符窗口。要编译名为great.cpp的源代码文件，请在提示符下输入如下命令：

g++ great.cpp

如果程序编译成功，则得到的可执行文件名为a.exe。

4．Windows编译器

Windows产品很多且修订频繁，无法对它们分别进行介绍。当前，最流行是Microsoft Visual C++ 2010，可通过免费的Microsoft Visual C++ 2010学习版获得。虽然设计和目标不同，但大多数基于Windows的C++编译器都有一些相同的功能。

通常，必须为程序创建一个项目，并将组成程序的一个或多个文件添加到该项目中。每个厂商提供的IDE（集成开发环境）都包含用于创建项目的菜单选项（可能还有自动帮助）。必须确定的非常重要的一点是，需要创建的是什么类型的程序。通常，编译器提供了很多选择，如Windows应用程序、MFC Windows应用程序、动态链接库、ActiveX控件、DOS或字符模式的可执行文件、静态库或控制台应用程序等。其中一些可能既有32位版本，又有64位版本。

由于本书的程序都是通用的，因此应当避免要求平台特定代码的选项，如Windows应用程序。相反，应让程序以字符模式运行。具体选项取决于编译器。一般而言，应选择包含字样“控制台”、“字符模式”或“DOS可执行文件”等选项。例如，在Microsoft Visual C++ 2010中，应选择Win32 Console Application（控制台应用程序）选项，单击Application Settings（应用程序设置），并选择Empty Project（空项目）。在C++ Builder中，应从C++ Builder Projects（C++ Builder项目）中选择Console Application（控制台应用程序）。

创建好项目后，需要对程序进行编译和链接。IDE通常提供了多个菜单项，如Compile（编译）、Build（建立）、Make（生成）、Build All（全部建立）、Link（链接）、Execute（执行）、Run（运行）和Debug（调试），不过同一个IDE中，不一定包含所有这些选项。

  • Compile通常意味着对当前打开的文件中的代码进行编译。
  • Build和Make通常意味着编译项目中所有源代码文件的代码。这通常是一个递增过程，也就是说，如果项目包含3个文件，而只有其中一个文件被修改，则只重新编译该文件。
  • Build All通常意味着重新编译所有的源代码文件。
  • Link意味着（如前所述）将编译后的源代码与所需的库代码组合起来。
  • Run或Execute意味着运行程序。通常，如果您还没有执行前面的步骤，Run将在运行程序之前完成这些步骤。
  • Debug意味着以步进方式执行程序。
  • 编译器可能让您选择要生成调试版还是发布版。调试版包含额外的代码，这会增大程序、降低执行速度，但可提供详细的调试信息。

如果程序违反了语言规则，编译器将生成错误消息，指出存在问题的行。遗憾的是，如果不熟悉语言，将难以理解这些消息的含义。有时，真正的问题可能在标识行之前；有时，一个错误可能引发一连串的错误消息。

提示： 改正错误时，应首先改正第一个错误。如果在标识为有错误的那一行上找不到错误，请查看前一行。

需要注意的是，程序能够通过某个编译器的编译并不意味着它是合法的C++程序；同样，程序不能通过某个编译器的编译也并不意味着它是非法的C++程序。与几年前相比，现在的编译器更严格地遵循了C++标准。另外，编译器通常提供了可用于控制严格程度的选项。

提示： 有时，编译器在不完全地构建程序后将出现混乱，它显示无法改正的、无意义的错误消息。在这种情况下，可以选择Build All，重新编译整个程序，以清除这些错误消息。遗憾的是，这种情况和那些更常见的情况（即错误消息只是看上去无意义，实际上有意义）很难区分。

通常，IDE允许在辅助窗口中运行程序。程序执行完毕后，有些IDE将关闭该窗口，而有些IDE不关闭。如果编译器关闭窗口，将难以看到程序输出，除非您眼疾手快、过目不忘。为查看输出，必须在程序的最后加上一些代码：

    cin.get();  // add this statement
    cin.get();  // and maybe this, too
    return 0;
}

cin.get()语句读取下一次键击，因此上述语句让程序等待，直到按下了Enter键（在按下Enter键之前，键击将不被发送给程序，因此按其他键都不管用）。如果程序在其常规输入后留下一个没有被处理的键击，则第二条语句是必需的。例如，如果要输入一个数字，则需要输入该数字，然后按Enter键。程序将读取该数字，但Enter键不被处理，这样它将被第一个cin.get()读取。

5．Macintosh上的C++

当前，Apple随操作系统Mac OS X提供了开发框架Xcode，该框架是免费的，但通常不会自动安装。要安装它，可使用操作系统安装盘，也可从Apple网站免费下载（但需要注意的是，它超过4GB）。Xcode不仅提供了支持多种语言的IDE，还自带了两个命令行编译器（g++和clang），可在UNIX模式下运行它们。而要进入UNIX模式，可通过实用程序Terminal。

提示： 为节省时间，可对所有示例程序使用同一个项目。方法是从项目列表中删除前一个示例程序的源代码文件，并添加当前的源代码。这样可节省时间、工作量和磁盘空间。

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