gcc

基于C/C++的编译器

补充说明

gcc命令 使用GNU推出的基于 C/C++ 的编译器，是开放源代码领域应用最广泛的编译器，具有功能强大，编译代码支持性能优化等特点。现在很多程序员都应用 GCC，怎样才能更好的应用 GCC。目前，GCC 可以用来编译 C/C++、FORTRAN、JAVA、OBJC、ADA等语言的程序，可根据需要选择安装支持的语言。

适用的Linux版本

Ubuntu/Debian:

sudo apt update
sudo apt install gcc g++   # gcc 用于 C， g++ 用于 C++

CentOS/RHEL/Fedora:

sudo yum install gcc gcc-c++   # 对于较老的 CentOS/RHEL
# 或者
sudo dnf install gcc gcc-c++   # 对于 Fedora 和较新的 RHEL/CentOS

macOS: 安装 Xcode Command Line Tools：
```
xcode-select --install
```

安装完成后，可以通过以下命令验证版本：

gcc --version
g++ --version

语法

gcc (选项) (C源文件)

选项

选项	说明
`-o <file>`	指定输出文件名。
`-c`	只编译和汇编，生成目标文件，不链接。
`-E`	只进行预处理。
`-S`	只进行预处理和编译，生成汇编代码。
`-g`	在可执行文件中包含调试信息，便于使用 GDB 进行调试。开发时强烈建议加上。
`-O<level>`	优化级别。`-O0`（不优化），`-O1`，`-O2`（常用，较好的优化），`-O3`（激进优化），`-Os`（优化代码大小）。
`-Wall`	开启大部分常用的警告。强烈建议始终使用，可以帮助你发现代码中的潜在问题。
`-Wextra`	开启额外的警告。
`-Werror`	将所有警告视为错误。
`-std=<standard>`	指定语言标准。如 `-std=c99`, `-std=c11`, `-std=c++11`, `-std=c++14`, `-std=c++17` 等。
`-I<dir>`	指定头文件的搜索目录。
`-L<dir>`	指定库文件的搜索目录。
`-l<library>`	链接时指定库。例如 `-lm` 链接数学库。
`-D<macro>`	在命令行定义宏。例如 `-DDEBUG` 相当于在代码中写 `#define DEBUG`。

实例

最简单的编译

假设我们有一个 hello.c 文件：

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello, World!\n");
    return 0;
}

要编译它，只需执行：

gcc hello.c

GCC 会执行上述四个步骤，并默认生成一个名为 a.out 的可执行文件。运行它：

./a.out
# 输出：Hello, World!

指定输出文件名：`-o` 选项

使用 -o 选项可以指定生成的可执行文件的名称。

gcc hello.c -o hello

这将生成一个名为 hello 的可执行文件。运行它：

./hello

对于 C++ 程序（如 hello.cpp），使用 g++ 命令，用法完全相同：

g++ hello.cpp -o hello_cpp

预处理：`-E`

只进行预处理，将结果输出到标准输出。通常重定向到 .i 文件。

gcc -E hello.c -o hello.i
# 查看 hello.i 文件，你会看到所有头文件都被展开，宏也被替换。

编译为汇编代码：`-S`

进行预处理和编译，生成汇编代码文件。

gcc -S hello.c
# 或者 gcc -S hello.c -o hello.s

这会生成一个 hello.s 文件。

编译为目标文件：`-c`

进行预处理、编译和汇编，但不链接。生成 .o 目标文件。

gcc -c hello.c
# 或者 gcc -c hello.c -o hello.o

这在项目开发中非常常用，可以分别编译每个源文件，最后再统一链接。

手动链接目标文件

如果你有多个 .o 文件，可以将它们链接在一起：

gcc file1.o file2.o file3.o -o myprogram

高级应用

示例 1：编译多个源文件

假设你有 main.c, utils.c, helper.c。

方法一：一次性编译

gcc -g -Wall -I./include main.c utils.c helper.c -o myapp

方法二：分步编译（推荐用于大型项目） 这种方法只重新编译修改过的文件，效率更高。

# 1. 分别编译每个源文件为目标文件
gcc -g -Wall -I./include -c main.c -o main.o
gcc -g -Wall -I./include -c utils.c -o utils.o
gcc -g -Wall -I./include -c helper.c -o helper.o

# 2. 链接所有目标文件生成可执行文件
gcc main.o utils.o helper.o -o myapp

示例 2：链接外部库

假设你的程序使用了数学库 libm。

数学库的函数声明在 math.h 中，但其实现是在一个名为 libm.so（动态库）或 libm.a（静态库）的文件中。

编译命令需要加上 -lm：

gcc -g -Wall my_math_program.c -o my_math_program -lm

注意： -l 选项后跟库名，但需要去掉前缀 lib 和后缀 .so/.a。所以 libm.so 就是 -lm。

如果库不在标准路径下，还需要用 -L 指定库的路径：

gcc -g -Wall -I/path/to/headers my_program.c -o my_program -L/path/to/libs -lmycustomlib

静态库与动态库

GCC 可以创建和使用这两种库。

创建静态库 (`.a`)

静态库在链接时被完整地复制到可执行文件中。

将源文件编译成目标文件：

gcc -c helper1.c -o helper1.o
gcc -c helper2.c -o helper2.o

使用 ar 命令打包目标文件创建静态库：
```
ar rcs libmylib.a helper1.o helper2.o
```
使用静态库：
```
gcc main.c -L. -lmylib -o myapp_static
```

创建动态库 (`.so`, Shared Object)

动态库在程序运行时才被加载。

编译源文件，生成位置无关代码 (-fPIC)：

gcc -c -fPIC helper1.c -o helper1.o
gcc -c -fPIC helper2.c -o helper2.o

使用 -shared 选项创建动态库：

gcc -shared -o libmylib.so helper1.o helper2.o

使用动态库：
```
gcc main.c -L. -lmylib -o myapp_shared
```
运行 myapp_shared 前，需要确保系统能找到 libmylib.so，可以通过设置 LD_LIBRARY_PATH 环境变量实现：
```
export LD_LIBRARY_PATH=.:$LD_LIBRARY_PATH
./myapp_shared
```

gcc