C++， "Old Fashioned"方式

Question

我在学校一直在学习 C++，以创建小型命令行程序。

但是，我只使用 IDE 构建了我的项目，包括 VS08 和 QtCreator。

我了解构建项目背后的过程:将源代码编译为目标代码，然后将它们链接到特定于平台的可执行文件(.exe、.app 等) ).我也知道大多数项目也使用 make 来简化编译和链接多个源文件和头文件的过程。

问题是，尽管 IDE 在幕后完成了所有这些工作，让生活变得非常轻松，但我真的不知道到底发生了什么，并且觉得我需要习惯于构建项目“老式方式”:从命令行显式使用工具链。

我知道什么是Makefile，但不知道如何编写它们。
我知道 gcc 的作用，但不知道如何使用它。
我知道链接器的作用，但不知道如何使用它。

我正在寻找的是解释或链接到解释 C++ 项目工作流程的教程，从最初编写代码到运行生成的可执行文件。

我真的很想知道构建 C++ 的内容、方式和原因。

(如果有什么不同，我运行的是 Mac OS X，gcc 4.0.1 和 make 3.81)

谢谢!

Answer 1

编译

假设您想编写一个简单的“hello world”应用程序。您有 3 个文件，hello.cpp hello-writer.cpp和 hello-writer.h , 内容是

// hello-writer.h
void WriteHello(void);

// hello-writer.cpp
#include "hello-writer.h"
#include <stdio>
void WriteHello(void){
    std::cout<<"Hello World"<<std::endl;
}

// hello.cpp
#include "hello-writer.h"
int main(int argc, char ** argv){
    WriteHello();
}

*.cpp 文件由 g++ 转换为目标文件, 使用命令

g++ -c hello.cpp -o hello.o
g++ -c hello-writer.cpp -o hello-writer.o

-c flag 暂时跳过链接。将所有模块链接在一起需要运行

g++ hello.o hello-writer.o -o hello

创建程序 hello .如果您需要链接任何外部库，请将它们添加到这一行，例如 -lm对于数学图书馆。实际的库文件看起来像 libm.a或 libm.so ，在添加链接器标志时忽略文件名的后缀和“lib”部分。

生成文件

要使构建过程自动化，您可以使用 makefile，它由一系列规则组成，列出要创建的事物以及创建它所需的文件。例如，hello.o取决于 hello.cpp和 hello-writer.h , 它的规则是

hello.o:hello.cpp hello-writer.h
     g++ -c hello.cpp -o hello.o # This line must begin with a tab.

如果你想阅读 make 手册，它会告诉你如何使用变量和自动规则来简化事情。你应该可以写

hello.o:hello.cpp hello-writer.h

规则将自动创建。 hello 示例的完整 makefile 是

all:hello
hello:hello.o hello-writer.o
    g++ hello.o hello-writer.o -o hello
hello.o:hello.cpp hello-writer.h
    g++ -c hello.cpp -o hello.o
hello-writer.o:hello-writer.cpp hello-writer.h
    g++ -c hello-writer.cpp -o hello-writer.o

请记住，缩进行必须以制表符开头。并不是所有的规则都需要一个实际的文件，all目标只是说创建 hello .这通常是 makefile 中的第一条规则，第一个是在您运行 make 时自动创建的。 .

完成所有这些设置后，您应该能够转到命令行并运行

$ make
$ ./hello
Hello World

更高级的 Makefile 内容

您还可以在 makefile 中定义一些有用的变量，其中包括

• CXX:C++编译器
• CXXFLAGS:要传递给的附加标志编译器(例如包含目录与 -I)
• LDFLAGS:附加标志传递给链接器
• LDLIBS:图书馆链接
• CC:c 编译器(也用于链接)
• CPPFLAGS:预处理器标志

使用 = 定义变量，使用 += 添加到变量.

将.cpp 文件转换为.o 文件的默认规则是

$(CXX) $(CXXFLAGS) $(CPPFLAGS) -c $< -o $@

哪里$<是第一个依赖项，$@是输出文件。通过将变量包含在 $() 中来展开变量, 此规则将以 hello.o:hello.cpp 模式运行

同样默认的链接器规则是

$(CC) $(LDFLAGS) $^ -o $@ $(LDLIBS)

哪里$^是所有先决条件。此规则将以 hello:hello.o hello-writer.o 模式运行.请注意，这使用了 c 编译器，如果您不想覆盖此规则并使用 c++ 添加库 -lstdc++至 LDLIBS用线

LDLIBS+=-lstdc++

在生成文件中。

最后，如果您不列出 .o 的依赖关系file make 可以自己找到它们，所以最小的 makefile 可能是

LDFLAGS=-lstdc++
all:hello
hello:hello.o hello-writer.o

请注意，这忽略了两个文件对 hello-writer.h 的依赖性，因此如果修改了 header ，则不会重建程序。如果您有兴趣，请查看 -MD在 gcc 文档中标记如何自动生成此依赖项。

最终生成文件

一个合理的最终 makefile 应该是

// Makefile
CC=gcc
CXX=g++
CXXFLAGS+=-Wall -Wextra -Werror
CXXFLAGS+=-Ipath/to/headers
LDLIBS+=-lstdc++ # You could instead use CC = $(CXX) for the same effect 
                 # (watch out for c code though!)

all:hello                                   # default target
hello:hello.o hello-world.o                 # linker
hello.o:hello.cpp hello-world.h             # compile a module
hello-world.o:hello-world.cpp hello-world.h # compile another module
    $(CXX) $(CXXFLAGS) -c $< -o $@          # command to run (same as the default rule)
                                            # expands to g++ -Wall ... -c hello-world.cpp -o hello-world.o