[C++]HelloWorld背後的故事！總結一下在我們運行exe可執行文件前究竟發生了什麼！

2020 年 3 月 27 日
筆記

人物介紹

`姓名`	HelloWorld
`性別`	.cpp
`住址`	D:
`身份證號(SHA1)`	25106D2879A9EA300BB264F8155A71D7C44DA2E8

故事簡介

編寫源文件
預編譯
編譯
彙編
鏈接

一、編寫源文件

源程式碼：

#include <iostream>  using namespace std;    int main()  {  	cout << "Hello World!" << endl;  	return 0;  }

二、預編譯

預編譯輸入命令g++ -o HelloWorld.i -E HelloWorld.cpp

該命令表示編譯環節的第一步，也就是預編譯！當然，這一步也可以被稱為「編譯預處理」！而這個 HelloWorld.i 即是預編譯過後的文件！

序號	主要行為
1.	展開所有的宏定義，消除「#define」
2.	處理所有的預編譯指令，比如#if、#ifdef等
3.	處理#include預編譯指令，將包含文件插入到該預編譯的位置
4.	刪除所有的注釋「/**/」、"//"等
5.	添加行號和文件名標識，以便於編譯時編譯器產生調試用的行號資訊以及錯誤提醒
6.	保留所有的#program編譯指令，原因是編譯器要使用它們

值得注意：這一步不會做出任何安全性和合法性的檢查！

三、編譯

編譯請輸入命令g++ -o HelloWorld.s -S HelloWorld.i

該命令表示編譯過程，也就是生成相應的彙編文件 HelloWorld.s 。

主要行為	具體描述
`詞法分析`	將源程式碼文件的字元序列劃分為一系列的記號，一般詞法分析產生的記號有：標識符、關鍵字、數字、字元串、特殊符號（加號、等號）；在識別記號的同時也將標識符放好符號表、將數字、字元放入到文字表等；有一個lex程式可以實現詞法掃描，會按照之前定義好的詞法規則將輸入的字元串分割成記號，所以編譯器不需要獨立的詞法掃描器
`語法分析`	語法分析器將對產生的記號進行語法分析，產生語法樹—-就是以表達式尾節點的樹，一步步判斷如何執行表達式操作;如果存在括弧不匹配或者表達式錯誤，編譯器就會報告語法分析階段的錯誤；相同的存在一個yacc程式可以根據用戶輸入的語法規則生成語法樹；
`語義分析`	由語法階段完成分析的並沒有賦予表達式或者其他實際的意義，比如乘法、加法、減法，必須經過語義階段才能賦予其真正的意義；
`程式碼優化`	將程式碼進行優化處理
`符號匯總`	匯總所有符號

補充說明：其中語義分析又可以分為「靜態語義分析」和「動態語義分析」兩種。

語義分析	簡單說明
靜態語義分析	通常在編譯器就可以確定的語義，主要包括「聲明」、「類型的匹配」以及「類型的轉換」
動態語義分析	只能在運行期才能確定的語義

四、彙編

彙編請輸入命令g++ -o HelloWorld.o -C HelloWorld.s

該命令表示對 HelloWorld.s 文件進行彙編處理，生成對應的可重定位的二進位文件 HelloWorld.o ，也就是我們所熟知的機器語言對應的文件。

五、鏈接

鏈接請輸入命令g++ HelloWorld.cpp -o HelloWorld.exe

通過調用鏈接器ld來鏈接程式運行需要的一大堆目標文件，以及所依賴的其它庫文件，最後生成可執行文件.，鏈接的主要內容是把各個模組之間相互引用的部分處理好，使得各個模組之間能夠正確地銜接。

需要指出：鏈接分為「靜態鏈接」和「動態鏈接」。

鏈接類型	具體說明
靜態鏈接	指在編譯階段直接把靜態庫加入到可執行文件中去，這樣可執行文件會比較大
動態鏈接	指鏈接階段僅僅只加入一些描述資訊，而程式執行時再從系統中把相應動態庫載入到記憶體中去

需要補充：

庫文件類型	特點
靜態庫文件	是一個二進位文件,存放的功能函數實現,在文件編譯時要訪問文件,編譯之後靜態庫文件可以刪除
動態庫文件	是一個二進位文件,存放的功能函數實現,在文件執行時要訪問文件,編譯時不需要動態庫文件

額外說明：

作業系統	動態庫文件後綴名
linux	.so
window	.dll

相冊

預編譯後的文件`HelloWorld.i`

可以看到，程式碼量驚人的大！足足有兩萬多行！可想這個HelloWorld也不簡單啊！

編譯後的文件`HelloWorld.s`

很明顯看出，此時程式碼精簡了很多!

彙編後的文件`HelloWorld.o`

可以看出，記事本已經顯示亂碼了！

幫忙的朋友

工具	作用	負責過程
編輯器	編寫程式碼的一些窗口	編寫源程式碼
編譯器	檢查用戶程式碼的一些語法錯誤，將其編譯成彙編程式碼	預編譯、編譯
彙編器	將編譯出來的彙編文件編譯成一定功能的目標程式碼	彙編
連接器	將目標程式碼連接成可執行文件	鏈接

原創說明

原文作者：Seaver（海之戀SF）
如要轉載，請務必註明出處！
原文鏈接：https://www.cnblogs.com/seafever/p/12577337.html