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news 2025/10/24 14:53:24

青浦手机网站制作,萝岗网站建设制作,做淘宝网站用什么软件,良精企业网站系统✨个人主页#xff1a; 熬夜学编程的小林 #x1f497;系列专栏#xff1a; 【C语言详解】【数据结构详解】编译和链接 1、翻译环境和运行环境 2、翻译环境 2.1、预处理#xff08;预编译#xff09; 2.2、编译 2.2.1、词法分析 2.2.2、语法分析 2.2.3、语义分… ✨个人主页熬夜学编程的小林系列专栏【C语言详解】【数据结构详解】编译和链接 1、翻译环境和运行环境 2、翻译环境 2.1、预处理预编译 2.2、编译 2.2.1、词法分析 2.2.2、语法分析 2.2.3、语义分析 2.3、汇编 2.4、链接 3、运行环境总结 1、翻译环境和运行环境编译链接主流程如下图在ANSIC的任何⼀种实现中存在两个不同的环境。第1种是翻译环境在这个环境中源代码被转换为可执行的机器指令⼆进制指令。第2种是执行环境它用于实际执行代码。 2、翻译环境那翻译环境是怎么将源代码转换为可执行的机器指令的呢这里我们就得展开开讲解⼀下翻译环境所做的事情。其实翻译环境是由编译和链接两个大的过程组成的而编译又可以分解成预处理有些书也叫预编译、编译、汇编三个过程。⼀个C语言的项目中可能有多个 .c 文件⼀起构建那多个 .c 文件如何生成可执行程序呢 • 多个.c文件单独经过编译器编译处理生成对应的目标文件。 • 注在Windows环境下的目标文件的后缀是 .obj Linux环境下目标文件的后缀是 .o • 多个目标文件和链接库⼀起经过链接器处理生成最终的可执行程序。 • 链接库是指运行时库(它是支持程序运行的基本函数集合)或者第三方库。如果再把编译器展开成3个过程那就变成了下面的过程 2.1、预处理预编译在预处理阶段源文件和头文件会被处理成为.i 为后缀的文件。在 gcc 环境下想观察⼀下对 test.c 文件预处理后的.i 文件命令如下 gcc -E test.c -o test.i 预处理阶段主要处理那些源文件中#开始的预编译指令。比如#include,#define处理的规则如下 • 将所有的 #define 删除并展开所有的宏定义。 • 处理所有的条件编译指令如 #if、#ifdef、#elif、#else、#endif 。 • 处理#include预编译指令将包含的头文件的内容插入到该预编译指令的位置。这个过程是递归进行的也就是说被包含的头文件也可能包含其他文件。 • 删除所有的注释 • 添加行号和文件名标识方便后续编译器生成调试信息等。 • 或保留所有的#pragma的编译器指令编译器后续会使用。经过预处理后的 .i 文件中不再包含宏定义因为宏已经被展开。并且包含的头文件都被插入到.i 文件中。所以当我们无法知道宏定义或者头文件是否包含正确的时候可以查看预处理后的.i 文件来确认。 2.2、编译编译过程就是将预处理后的文件进行⼀系列的词法分析、语法分析、语义分析及优化生成相应的汇编代码文件。编译过程的命令如下 gcc -S test.i -o test.s 对下面代码进行编译的时候会怎么做呢假设有下面的代码 array[index] (index4)*(26); 2.2.1、词法分析将源代码程序被输入扫描器扫描器的任务就是简单的进行词法分析把代码中的字符分割成⼀系列的记号关键字、标识符、字面量、特殊字符等。上面程序进行词法分析后得到了16个记号 2.2.2、语法分析接下来语法分析器将对扫描产生的记号进行语法分析从而产生语法树。这些语法树是以表达式为节点的树。 2.2.3、语义分析由语义分析器来完成语义分析即对表达式的语法层面分析。编译器所能做的分析是语义的静态分析。静态语义分析通常包括声明和类型的匹配类型的转换等。这个阶段会报告错误的语法信息。 2.3、汇编汇编器是将汇编代码转转变成机器可执行的指令每⼀个汇编语句几乎都对应⼀条机器指令。就是根据汇编指令和机器指令的对照表⼀⼀的进行翻译也不做指令优化。汇编的命令如下 gcc -c test.s -o test.o 2.4、链接链接是⼀个复杂的过程链接的时候需要把⼀堆文件链接在⼀起才生成可执行程序。链接过程主要包括地址和空间分配符号决议和重定位等这些步骤。链接解决的是⼀个项目中多文件、多模块之间互相调用的问题。比如在⼀个C的项目中有2个.c 文件 test.c 和 add.c 代码如下 test.c #include stdio.h //test.c //声明外部函数 extern int Add(int x, int y); //声明外部的全局变量 extern int g_val; int main(){ int a 10; int b 20; int sum Add(a, b); printf(%d\n, sum); return 0; } add.c int g_val 2022; int Add(int x, int y) { return xy; } 我们已经知道每个源文件都是单独经过编译器处理生成对应的目标文件。test.c 经过编译器处理生成 test.o add.c 经过编译器处理生成 add.o 我们在 test.c 的文件中使用了 add.c 文件中的 Add 函数和 g_val 变量。我们在 test.c 文件中每⼀次使用 Add 函数和 g_val 的时候必须确切的知道 Add 和 g_val 的地址但是由于每个文件是单独编译的在编译器编译 test.c 的时候并不知道 Add 函数和 g_val 变量的地址所以暂时把调用 Add 的指令的目标地址和 g_val 的地址搁置。等待最后链接的时候由链接器根据引用的符号 Add 在其他模块中查找 Add 函数的地址然后将 test.c 中所有引用到 Add 的指令重新修正让他们的目标地址为真正的 Add 函数的地址对于全局变量 g_val 也是类似的方法来修正地址。这个地址修正的过程也被叫做重定位。前面我们非常简洁的讲解了⼀个C的程序是如何编译和链接到最终生成可执行程序的过程其实很多内部的细节无法展开讲解。比如目标文件的格式elf链接底层实现中的空间与地址分配符号解析和重定位等如果uu有兴趣可以看《程序的自我修养》⼀书来详细了解。 3、运行环境 1. 程序必须载入内存中。在有操作系统的环境中⼀般这个由操作系统完成。在独立的环境中程序的载入必须由手工安排也可能是通过可执行代码置入只读内存来完成。 2. 程序的执行便开始。接着便调用main函数。 3. 开始执行程序代码。这个时候程序将使用⼀个运行时堆栈stack存储函数的局部变量和返回地址。程序同时也可以使用静态static内存存储于静态内存中的变量在程序的整个执行过程⼀直保留他们的值。 4. 终止程序。正常终止main函数也有可能是意外终止。总结本篇博客就结束啦谢谢大家的观看如果公主少年们有好的建议可以留言喔谢谢大家啦
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