Linux 编译器 gcc/g++与动态静态库详解

1.gcc / g++的工作流程

1.编译过程

1. 预处理：宏替换，取注释，头文件展开，条件编译。

2. 编译：将 C 语言，变成汇编语言。

3. 汇编：将汇编语言，变成机器可以识别的代码。

2.链接过程

链接：将目标文件与一些库链接在一起，生成可执行文件。

3.三大问题

1.如何理解条件编译？

条件编译的用途？

1. 软件进行专业度收费情况，使用条件编译进行代码的动态裁剪（免费版在收费版的基础上阉割掉了一些功能）
2. 内核源代码也是采用条件编译进行代码裁剪。
3. 开发工具、应用软件等，在不同的平台下（Linux / Windows）都可以运行，只需要一份经过条件编译的代码即可。

2.为什么 C/C++ 编译，要先变成汇编语言？

由于历史发展的原因：

1. 计算机初期是打孔编程（二进制编程）
2. 由于打孔编程效率低，接着汇编语言诞生（二进制编写的），这里就需要编译器将汇编语言转化成计算机可以识别的二进制。
3. 又由于汇编语言写程序还是较为困难，C 语言诞生（汇编编写的），这里就需要编译器将 C 语言转化成汇编语言好呢？还是转化成二进制好呢？答案当然是汇编语言。
4. 再后来就是：C++/Java/golang/python，都是一个语言编写另一个语言，形成了百家争鸣的场面，若要都转化成二进制，工作量是非常巨大的，干脆站在巨人的肩膀上转化为汇编语言。

3.编译器的发展？

1. 要发明一门语言，首先需要编译器向下编译成更加低层的语言。
2. 现在的问题：编译汇编语言成二进制的编译器，是由什么编写的呢？总不能是汇编写的吧！答案：二进制版的编译器，编译汇编语言成二进制。接着用汇编语言写一个汇编编译器，从此以后二进制版的编译器就不用了，诞生了第一个由汇编语言写的编译器来编译汇编语言成二进制。该过程叫做：编译器的自举过程。
3. 同理 C 语言也是以上过程。

4.函数库

1.什么是库？

1. 库是一套方法 / 数据集，为我们开发提供最基本的保证（基本接口，功能），加速我们的二次开发。
2. 我们的 C 程序中，并没有定义'printf'的函数实现，且在预编译中包含的'stdio.h'中也只有该函数的声明，而没有定义函数的实现，那么是在哪里实'printf'函数的呢？
3. 答案是：系统把这些函数实现都被做到名为 libc.so.6 的库文件中，在没有特别指定时，gcc 会到系统默认的搜索路径'/usr/lib'下进行查找，也就是链接到 libc.so.6 函数库中去，这样就能实现函数'printf'了，而这也就是链接的作用。

2.动态库和静态库

函数库一般分为静态库和动态库两种。

1. 静态库是一种将多个目标文件（通常是编译后的代码文件，如.o 文件或.obj 文件）打包在一起的文件格式。在编译链接时，链接器会将静态库中的代码直接拷贝到最终的可执行文件中。这意味着每个使用静态库的程序都会有一份库的副本，因此会导致可执行文件较大。
2. 动态库是一种包含代码和数据的文件，这些代码和数据可以在运行时被多个程序共享。动态库在程序运行时加载到内存中。这意味着多个程序可以共享同一个动态库，从而节省磁盘空间和内存。

动态库和静态库的对比：

1. 动态库形成的可执行程序体积比静态库小。
2. 静态库形成了可执行程序后，就不再需要静态库，可执行程序对静态库的依赖度小。动态库不能缺失，否则会导致程序无法执行。
3. 程序运行需要加载到内存。静态链接，会在内存中出现大量的重复代码。
4. 动态链接，比较节省内存和磁盘资源。

动态库：Linux（.so 文件）Windows（.dll 文件）静态库：Linux（.a 文件）Windows（.lib 文件）

3.动态链接和静态链接

1. 动态链接则发生在程序运行时，而不是编译时。当程序启动时，动态链接器（或装载器）会负责将程序所需的动态库（共享库）加载到内存中，并解析程序中的符号引用。与静态链接不同，动态链接允许多个程序共享同一个库文件的代码和数据，从而节省磁盘和内存空间。此外，动态链接还使得程序能够在运行时更新其依赖的库，而无需重新编译整个程序。