编译流程

编译分为四大过程：
1.预处理
2.编译
3.汇编
4.链接

预处理

1.完成宏替换、文件引入，以及去除空行、注释等，为下一步编译做准备；
2.对各种预处理命令进行处理，包括头文件包含、宏定义的扩展、条件编译的选择等。

预处理过程

编译

1.将预处理后的代码编译成汇编语言。首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等，以确定代码实际要做的工作，在检查无误后，再把代码翻译成汇编语言。
2.编译程序执行时，先分析，后综合。分析，就是指语法分析、词法分析、语义分析和中间代码生成。综合，就是指代码优化和代码生成。
3.大多数编译程序直接产生机器语言的目标代码，形成可执行的目标文件，也有的是先产生汇编一级的符号代码文件，在调用汇编程序进行翻译和加工处理，最后产生可执行的机器语言目标文件。

编译过程

汇编

汇编就是把编译阶段的".s"文件转换成二进制目标代码，也就是机器代码01序列。

汇编过程

链接

链接就是将多个目标文件以及所需的库文件链接生成可执行目标文件的过程。

链接过程

整个过程

预处理
gcc -E test.cpp -o test.i
编译
gcc -s test.i -o test.s
汇编
gcc -c test.s -o test.o
链接
gcc test.o -o test
这样就生成了一个可执行文件test

一次性完成所有步骤：
gcc -o test test.cpp
一次性生成了一个可执行文件test

静态库

静态库实际就是一些目标文件（一般以.o结尾）的集合，静态库一般以.a结尾，只用于生成可执行文件阶段。
在链接过程中，链接器将从库文件取得所需代码，复制到生成的可执行文件中。其特点是可执行文件中包含了库代码的一份完整拷贝，在编译过程中被载入程序中。缺点：如果多次使用就会有多份冗余拷贝；如果静态库有更新，那么所有使用它的程序都需要重新编译、发布。

生成静态库

rcs:
r -- 更新或增加新文件到静态库中
c -- 创建一个库，不管存在与否都创建
s -- 创建文档索引，在创建较大库的时候，缩短编译时间

动态库

在链接阶段没有被复制到程序中，而是在程序运行时由系统动态加载到内存中供程序使用。
系统只需载入一次动态库，不同的程序可以得到内存中相同动态库的副本，因此节省了很多内存。

动态库生成

-fPIC
Position Independency Code : 创建与地址无关的代码，以供生成动态库使用。

Sample

tool.h

int find_max(int arr[],int n);

tool.cpp

#include "tool.h"

int find_max(int arr[],int n){
    int max = arr[0];
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        if(arr[i]>max){
            max = arr[i];
        }
    }
    return max;
}

main.cpp

#include <iostream>
#include "tool.h"

int main() {
    int arr[] = {1, 2, 3, 4};
    int max = find_max(arr, 4);
    printf("max = %d",max)
    return 0;
}

编译成静态库：

主程序需要调用tool.h文件，将tool.cpp打包成静态库，链接给主程序使用。
1.生成目标文件
gcc -c tool.cpp
由此生成目标文件tool.o

2.生成静态库
ar rcs libtool.a tool.o
由此生成静态库文件libtool.a

3.编译可执行文件，链接静态库
gcc -o main main.cpp -L. -ltool
由此生成可执行文件main
然后用./main可运行可执行文件。

参数
-L. -- 代表编译程序按照指定路径寻找库文件，后面的“.”代表当前目录找
-l -- 代表用来链接的库，参数后面紧跟链接库的名字

如果不链接静态库，编译可执行文件时会报错，找不到静态库里的函数。
Undefined symbols for architecture x86_64:

ls -lh
查看所有文件及其详细信息

编译成动态库

1.生成目标文件
gcc -c tool.cpp
生成目标文件tool.o

2.生成动态库
gcc -shared -fPIC -o libtool.so tool.o
生成动态库libtool.so

3.编译可执行文件并连接动态库
gcc -o main main.cpp -L. -ltool
和连接静态库命令一模一样。当文件里既有静态库libtool.a，又有动态库libtool.so，默认链接动态库。

运行可执行文件
./main

查看可执行文件里链接的库：
Linux : ldd main
Mac : otool -L main

otool -L main
main:
libtool.so (compatibility version 0.0.0, current version 0.0.0)
/usr/lib/libSystem.B.dylib (compatibility version 1.0.0, current version 1252.250.1)

里面已经连接了libtool.so动态库文件。

如果出现
libtool.so:cannot open shared object file:No such file or directory.
是因为当前目录没有加入环境变量，输入命令：
LD_LIBRARY_PATH=. ./main