C++,"老式"方式

Question

我一直在学校学习C++来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.

我理解其背后建设项目的过程:编译源代码的对象,然后将它们链接到一个可执行文件是平台特定的(.exe,.app,等).我也知道大多数项目也用于make简化编译和链接多个源文件和头文件的过程.

问题是,虽然IDE完成了所有这些工作,让生活变得简单,我真的不知道真正发生了什么,并且觉得我需要习惯于以"老式的方式"构建项目:从命令行,明确使用工具链.

我知道它是什么Makefile,但不知道如何写它们.
我知道什么gcc,但不知道如何使用它.
我知道链接器的功能,但不知道如何使用它.

我正在寻找的,无论是解释,还是链接到解释C++项目工作流程的教程,从首次编写代码到运行生成的可执行文件.

我真的想知道构建C++的内容,方法和原因.

(如果它有任何区别,我运行Mac OS X,使用gcc 4.0.1并制作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.你有3个文件,hello.cpp hello-writer.cpp并且hello-writer.h,其内容是

// 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();
}

g++使用命令将*.cpp文件转换为目标文件

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

该-c标志暂时跳过链接.要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.如果需要链接到任何外部库,可以将它们添加到此行,例如-lm数学库.实际的库文件看起来像libm.a或者libm.so,在添加链接器标志时忽略文件名的后缀和"lib"部分.

Makefile文件

要自动化构建过程,请使用makefile,该文件由一系列规则组成,列出要创建的内容以及创建它所需的文件.例如,hello.o取决于hello.cpp和hello-writer.h,其规则是

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

如果您想阅读make手册,它会告诉您如何使用变量和自动规则来简化操作.你应该能够写

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

并且将自动创建规则.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.并非所有规则都不需要实际文件,all目标只是说创建hello.这通常是makefile中的第一个规则,第一个是在运行时自动创建的make.

完成所有这些设置后,您应该可以转到命令行并运行

$ make
$ ./hello
Hello World

更高级的Makefile东西

您还可以在makefile中定义一些有用的变量,包括

• CXX:c ++编译器
• CXXFLAGS:传递给编译器的其他标志(例如包含带-I的目录)
• LDFLAGS:传递给链接器的其他标志
• LDLIBS:要链接的库
• CC:c编译器(也用于链接)
• CPPFLAGS:预处理程序标志

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 $@

$<第一个依赖$@是哪里,是输出文件.通过将变量括起来扩展变量$(),此规则将与模式一起运行hello.o:hello.cpp

同样,默认的链接器规则是

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

$^所有先决条件在哪里.此规则将与模式一起运行hello:hello.o hello-writer.o.请注意,这使用c编译器,如果您不想覆盖此规则并且正在使用c ++将库添加-lstdc++到LDLIBS该行

LDLIBS+=-lstdc++

在makefile中.

最后,如果你没有列出.o文件的依赖性,make可以自己找到它们,所以最小的makefile可能就是

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

请注意,这会忽略两个文件的依赖性hello-writer.h,因此如果修改了标头,则不会重建程序.如果您有兴趣,请查看-MDgcc文档中的标志,了解如何自动生成此依赖项.

最终的makefile

一个合理的最终makefile将是

// 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

Answer 2

一个简单的例子通常用于显示基本过程,因此:

用于编译C++文件的gcc用法示例:

$ g++ -c file1.cpp                 # compile object files
[...]
$ g++ -c file2.cpp
[...]
$ g++ -o program file1.o file2.o   # link program
[...]
$ ./program                        # run program

要用于make执行此构建,可以使用以下Makefile:

# main target, with dependencies, followed by build command (indented with <tab>)
program: file1.o file2.o
    g++ -o program file1.o file2.o

# rules for object files, with dependencies and build commands
file1.o: file1.cpp file1.h
    g++ -c file1.cpp

file2.o: file2.cpp file2.h file1.h
    g++ -c file2.cpp

示例Makefile用法:

$ make                              # build it
[...]
$ ./program                         # run it

有关所有细节,您可以查看Gnu make手册和GCC的文档.