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GCC与make简述
00 分钟
2024-9-12
2024-10-28
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GCC 是一款强大的编译器，用于将 C、C++、Fortran、Ada 等编程语言编写的源代码编译成可执行的机器代码。

📝 GCC基本指令

输出可执行文件 -o

这个参数指定编译生成的可执行文件名称。默认情况下，GCC 会生成一个名为 a 的可执行文件。在Linux下只需要运行./a 就可以运行程序了。
 

生成目标文件 .o 文件 c

c 选项表示只编译源文件，不链接。它会生成目标文件（.o 文件），通常用于大型项目的分阶段编译。
举个栗子：
例如如下项目，EXAMPLE_GCC目录下有三个文件，其中a.cpp是主文件。
notion image
如果每次都执行g++ a.cpp printnum.cpp -o output 速度会很慢，这时我们就可以采用生成目标文件的方法： 首先，分别生成a.cpp和printnum.cpp的目标文件：
之后再将其目标文件进行链接：
这种方法的好处在于：如果只有少量文件的源码变动，只需要用-c 参数先生成其目标文件，之后再与别的目标文件进行链接即可。在大型工程中，省去了不必要的编译步骤。
 

启用调试信息 -g

-g 选项会在编译时生成调试信息。生成的可执行文件可以在调试器（如 gdb）中使用，方便调试源代码。
 

显示所有警告 Wall

-Wall 是最常用的选项之一，它会启用所有常见的警告信息，帮助你发现潜在的问题。这个选项在编译时提供有价值的提示，建议在开发阶段始终开启。
 

处理优化选项 -O

GCC 提供了不同级别的优化选项，适合不同的开发阶段：
  • O0：无优化（默认）。
  • O1：基本优化，适用于开发和调试。
  • O2：更高级的优化，适合发布版。
  • O3：最激进的优化，可能会增加代码大小和编译时间。
  • Os：优化代码体积，适合对内存和空间要求严格的场景。
  • Ofast：启用所有优化，包括可能违反标准的激进优化。
示例：
 

启用额外警告 -Wextra

-Wextra 会启用更多的警告（比 -Wall 包含的更多），帮助你更严格地检查代码。
 

标准版本控制 -std=

GCC 支持不同的 C++ 标准版本，通过 -std= 选项来指定。例如：
  • std=c++98：启用 C++98 标准。
  • std=c++11：启用 C++11 标准。
  • std=c++14：启用 C++14 标准。
  • std=c++17：启用 C++17 标准
  • std=c++20：启用 C++20 标准。
例如：
 

启用性能分析 pg

-pg 选项用于启用 gprof 性能分析工具。在编译时插入额外的代码，以便运行时收集性能分析信息，之后可以用 gprof 查看程序的性能瓶颈
 
 
💡
Make 是一个构建自动化工具，它通过读取一个名为 Makefile 的文件来自动化执行复杂的编译和构建任务。在大型项目中，手动编译每个文件、管理依赖项是很费时的，而 Make 提供了有效的解决方案。通过学习 Makefile 的结构、规则和功能，可以极大提高开发效率。

📝 make的基础使用

Makefile 的基本结构

一个典型的 Makefile 由以下部分组成：
  1. 变量（Variables）：定义一些常用的值，避免重复输入。
  1. 规则（Rules）：Makefile 的核心部分，定义了文件如何生成的规则。
  1. 命令（Commands）：规则中的操作步骤，如编译、链接等。
  1. 依赖关系（Dependencies）：指明目标文件的生成依赖哪些文件。

基本语法结构：

  • target：要生成的文件，通常是可执行文件或目标文件（.o）。
  • dependencies：生成目标文件所依赖的源文件或其他文件。
  • command：生成目标文件的命令。注意：命令行必须以 Tab 键开头。
比如上面的例子用make实现：
这个 Makefile 做了以下事情：
  • 编译 a.o 和 printnum.o，分别依赖源文件 hello.cpp 和 world.cpp。
  • 生成可执行文件，它依赖 a.o 和 printnum.o。
 

Makefile 变量

Makefile 中可以使用变量来避免重复输入命令和文件名。变量使用时需要加上 $() 或 ${}。

变量定义和使用：

  • CC 变量表示使用的编译器，通常是 g++。
  • CFLAGS 变量表示编译时的选项，例如 Wall 开启警告，g 启用调试信息。
使用变量不仅使 Makefile 更简洁，也方便以后修改编译器或编译选项。
 

自动变量

Make 提供了一些自动变量，用于简化规则中的命令。
常用的自动变量有：
  • $@：当前的目标文件（target）。
  • $<：第一个依赖文件（dependencies）。
  • $^：所有依赖文件列表。
例子：
解释：
  • $(CC) $^ -o $@：$^ 代表所有依赖文件，即 hello.o world.o，$@ 代表当前目标 hello。
  • $(CC) $(CFLAGS) -c $<：$< 代表第一个依赖文件，即 hello.cpp 或 world.cpp。
使用自动变量可以减少硬编码的文件名，进一步提高 Makefile 的通用性。
 

模式规则（Pattern Rules）

在项目中，我们通常有很多类似的规则，比如多个 .cpp 文件需要编译为 .o 文件。Makefile 提供了模式规则来简化这一过程。
例子：
解释：
  • %.o: %.cpp 是一个模式规则，表示所有 .o 文件依赖同名的 .cpp 文件。
  • $< 是自动变量，表示依赖的 .cpp 文件。
有了模式规则，Makefile 不需要为每个源文件单独写一条规则，这大大简化了文件编写。
 

伪目标（Phony Targets）

Makefile 中的一些目标并不对应实际的文件，例如 clean。为了避免与文件名冲突，Makefile 使用伪目标。
例子：
.PHONY: clean 声明 clean 是一个伪目标，表示它不是一个实际文件。即使目录中有名为 clean 的文件，Makefile 也会优先执行伪目标的规则。
常见的伪目标：
  • clean：清理生成的中间文件。
  • all：编译所有目标文件。
  • install：安装文件到指定位置。
 
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