C++编程思想——编译与连接

编译与链接

昨天去面试的时候真心被好好的鄙视了一下，我感觉对不起编译原理的老师，发现我有太多的不懂，好好的做个总结。

编译器

将源代码转化为汇编语言或机器指令。其实质是分为两步：

1）对与处理过的代码进行词法分析、语法分析，生产语法树。

2）将语法树中的每个节点都转化为汇编语言或机器代码。也就是生产目标模块，以.o或者.obj为拓展名的文件。

拓展点：1）预处理。在C或者是C++中，都要对源代码进行预处理，利用程序员定义好的模式替换代码中的模式，主要是用来节省输入，增加代码的可读性。

2）在第一步与第二步中间会使用全局优化器生产更短、更快的代码。

3）这里注意声明与定义的区别，声明是告诉编译器函数或者变量的名字，而定义的话，编译器将会其分配空间。那么头文件就是一个含有某个库的外部声明函数和变量的文件。定义有的时候我们int a对于变量使用extern说明它只是一个声明。

链接器

将一组目标模块链接成一个可执行为文件，也就是操作系统可以装载和运行它。当某个目标模块中的函数要引用另一个目标模块中的函数或变量时，由链接器来处理这种引用。注意由于早期的链接器对目标文件和库文件只查找一次，因此目标文件和库文件的顺序特别重要。那么链接器如何查找库的呢？

当C或C++要对函数和变量进行外部引用时，链接器如果还未遇到过这个函数或变量的定义，则将它的标识符加到“未解决的引用”列表中，那么它将会去查找库，对库的查找使用的是索引方式，它只浏览索引。然后将整个目标模块链接到可执行程序中，只是需要的模块，并不是整个库文件。对于已经遇到过的函数或者变量，就是已经解决的引用。

拓展：

1）链接器会添加一个目标模块来完成程序的启动任务。在创建应用程序项目时，集成开发环境会设置各种连接器开关，使得连接器将子系统的正确类型嵌入到最终生成的可执行文件中。操作系统会在链接时使用-entry：命令行选项来设置一个C/C++运行时的启动函数，该函数将初始化C/C++运行库，如此才能够使用malloc等函数。调用crtexe.c文件中的4个启动函数，其用途为：a.获取指向进程的完整命令行的一个指针；b.获取指向新进程的环境变量的一个指针；c.初始化运行库的全局变量；d.初始化C运行库内存分配函数和其它底层I/O例程使用的堆;e.调用所有全局和静态C++类对象的构造函数。

2）对于static以及extern分别使用内部链接以及外部链接。内部链接只对正被编译的文件创建存储空间，因此别的文件可以使用相同的标识符或者全局变量。每个标识符有单独的存储空间，它们之间并不会发生冲突。外部链接为所有编译过的文件创建一片单独的存储空间。全局变量和函数名有外部链接。当然你可以是用static强制它们具有内部链接。在调用函数时，局部变量知识存在堆栈中，链接器不知道自动变量，也就没有链接。

3）说说static作用：a.在函数体中其值不变；b.在模块内，被声明为静态的变量只能被模块内的函数访问。C.在模块内，声明为静态的函数只被该模块的其它函数调用

4）Static可以强制全局变量有内部链接，它就是一个static全局变量，只初始化一次，防止其在其它文件单元中被引用。它与普通函数的区别是，下一次会更根据上一次的结果，由上面的分析我们也不难得出。Static函数在内存中只有一份，而普通的函数在每个被调用中都维持一份复制品。

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