第 1 章 編譯與調(diào)試

1.1 編譯的概念和理解

在進行 C 程序開發(fā)時，編譯就是將編寫的 C 語言代碼變成可執(zhí)行程序的過程，這一過程

是由編譯器來完成的。編譯器就是完成程序編譯工作的軟件，在進行程序編譯時完成了一系

列復(fù)雜的過程。

1.1.1 程序編譯的過程

在執(zhí)行這一操作時，程序完成了復(fù)雜的過程。一個程序的編譯，需要完成詞法分析、語

法分析、中間代碼生成、代碼優(yōu)化、目標代碼生成。本章將講解這些步驟的作用與原理。

(1)詞法分析。指的是對由字符組成的單詞進行處理，從左至右逐個字符地對源程序進

行掃描，產(chǎn)生一個個的單詞符號。然后把字符串的源程序改造成為單詞符號串的中間程序。

在編譯程序時，這一過程是自動完成的。編譯程序會對代碼的每一個單詞進行檢查。如果單

詞發(fā)生錯誤，編譯過程就會停止并顯示錯誤。這時需要對程序中的錯誤進行修改。

(2 )語法分析。語法分析器以單詞符號作為輸入，分析單詞符號串是否形成符合語法規(guī)

則的語句。例如，需要檢查表達式、賦值、循環(huán)等結(jié)構(gòu)是否完整和符合使用規(guī)則。在語法分

析時，會分析出程序中錯誤的語句，并顯示出結(jié)果。如果語法發(fā)生錯誤，編譯任務(wù)是不能完

成的。

(3 )中間代碼生成。中間代碼是源程序的一種內(nèi)部表示，或稱中間語言。程序進行詞法

分析和語法分析以后，將程序轉(zhuǎn)換成中間代碼。這一轉(zhuǎn)換的作用是使程序的結(jié)構(gòu)更加簡單和

規(guī)范。中間代碼生成操作是一個中間過程，與用戶是無關(guān)的。

(4 )代碼優(yōu)化。代碼優(yōu)化是指對程序進行多種等價變換，使得從變換后的程序能生成更

有效的目標代碼。用戶可以在編譯程序時設(shè)置代碼優(yōu)化的參數(shù)，可以針對不同的環(huán)境和設(shè)置

進行優(yōu)化。

(5 )目標代碼生成。目標代碼生成指的是產(chǎn)生可以執(zhí)行的應(yīng)用程序，這是編譯的最后一

個步驟。生成的程序是二進制的機器語言，用戶只能運行這個程序，而不能打開這個文件查

看程序的代碼。

1.1.2 編譯器

所謂編譯器，是將編寫出的程序代碼轉(zhuǎn)換成計算機可以運行的程序的軟件。在進行 C 程

序開發(fā)時，編寫出的代碼是源程序的代碼，是不能直接運行的。需要用編譯器編譯成可以運

行的二進制程序。

第5 章 編譯與調(diào)試

在不同的操作系統(tǒng)下面有不同的編譯器。C 程序是可以跨平臺運行的。但并不是說

Windows 系統(tǒng)下 C 語言編寫的程序可以直接在 Linux 下面運行。Windows 下面 C 語言編寫的

程序，被編譯成 exe 文件。這樣的程序只能在 Windows 系統(tǒng)下運行。如果需要在 Linux 系統(tǒng)

下運行，需要將這個程序的源代碼在 Linux 系統(tǒng)重新編譯。不同的操作系統(tǒng)下面有不同的編

譯器。Linux 系統(tǒng)下面編譯生成的程序是不能在 Windows 系統(tǒng)上運行的。

1.2 gcc 編譯器

gcc 是 Linux 下的 C 程序編譯器，具有非常強大的程序編譯功能。在 Linux 系統(tǒng)下，C 語

言編寫的程序代碼一般需要通過 gcc 來編譯成可執(zhí)行程序。

1.2.1 gcc 編譯器簡介

Linux 系統(tǒng)下的 gcc 編譯器(GNU C Compiler )是一個功能強大、性能優(yōu)越的編譯器。gcc

支持多種平臺的編譯，是 Linux 系統(tǒng)自由軟件的代表作品。gcc 本來只是 C 編譯器的，但是后

來發(fā)展為可在多種硬體平臺上編譯出可執(zhí)行程序的超級編譯器。各種硬件平臺對 gcc 的支持

使得其執(zhí)行效率與一般的編譯器相比平均效率要高 20%~30% 。gcc 編譯器能將 C、C++源程

序、匯程語言和目標程序進行編譯鏈接成可執(zhí)行文件。通過支持 make 工具，gcc 可以實施項

目管理和批量編譯。

經(jīng)過多年的發(fā)展，gcc 已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。gcc 已經(jīng)不僅僅能支持C 語言，還支持 Ada

語言、C++語言、Java 語言、Objective C 語言、Pascal 語言、COBOL 語言等更多的語言集的編

譯。gcc 幾乎支持所有的硬件平臺，使得 gcc 對于特定的平臺可以編譯出更高效的機器碼。

gcc 在編譯一個程序時，一般需要完成預(yù)處理(preprocessing )、編譯(compilation )、匯

編(assembly )和鏈接(linking )過程。使用gcc

總結(jié)

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