1.C++编译器

编译器就是将“高级语言”翻译为“机器语言（低级语言）”的程序。以下是一些主流的C++编译器及其简要用法：

1. GNU Compiler Collection (GCC):’

   • GCC原名GNU C Compiler，后来逐渐支持更多的语言编译（C++、Fortran、Pascal、Objective-C、Java、Ada、Go等），所以变成了GNU Compiler Collection（GNU编译器套装），是一套由GNU工程开发的支持多种编程语言的编译器。GCC是自由软件发展过程中的著名例子，由自由软件基金会以GPL协议发布，是大多数类Unix（如Linux、BSD、Mac OS X等）的标准编译器，而且适用于Windows（借助其他移植项目实现的，比如MingW、Cygwin等）。GCC支持多种计算机体系芯片，如x86、ARM，并已移植到其他多种硬件平台。

   • 安装：在大多数Linux发行版上，你可以使用包管理器安装GCC。例如，在Ubuntu上，可以运行 sudo apt-get install g++。

   • 编译：使用命令 g++ 后接源文件名，例如 g++ myfile.cpp。

   • 生成可执行文件：./a.out（默认输出文件名）。

2. Clang:

   • Clang 是一个基于LLVM的编译器前端，支持C、C++和Objective-C
   • 安装：在大多数Linux发行版上，你可以使用包管理器安装Clang。例如，在Ubuntu上，可以运行 sudo apt-get install clang。
   • 编译：使用命令 clang++ 后接源文件名，例如 clang++ myfile.cpp。
   • 生成可执行文件：./a.out（默认输出文件名）。

3. Microsoft Visual C++ Compiler:

   • 通常与Visual Studio集成使用，使用Visual Studio创建项目，然后通过IDE进行编译和调试。
   • 也可以通过命令行使用，使用 cl 命令。例如，cl myfile.cpp 编译源文件。

4. Intel C++ Compiler:

   • Intel C++ Compiler 是英特尔公司提供的优化C++编译器。它针对英特尔处理器进行了优化，可以生成高度优化的代码，并提供了一些高级优化技术，如向量化和多线程支持。
   • 安装：需要单独安装Intel Parallel Studio。
   • 使用：在命令行中，使用 icpc 后接源文件名，例如 icpc myfile.cpp。
   • 生成可执行文件：./a.out（默认输出文件名）。

5. MinGW-w64:

   • MinGW 是一个在 Windows 平台上使用 GCC 工具链的开发工具集合。它提供了 GCC 编译器套件的 Windows 版本，并通过命令行界面（CLI）提供与 GCC 类似的命令和选项。
   • 安装：可以使用MinGW-w64的安装程序或使用包管理器（例如MSYS2）安装。
   • 编译：使用命令 g++ 后接源文件名，例如 g++ myfile.cpp。
   • 生成可执行文件：./a.exe（默认输出文件名）。

2.编译器工作流程

一个现代编译器的主要工作流程：

源代码 (source code) → 预处理器 (preprocessor) → 编译器 (compiler) → 汇编程序 (assembler) → 目标代码 (object code) → 链接器 (Linker) → 可执行程序 (executables)。

1. 预处理(Pre-Processing)：首先会经过预处理器将程序中的预编译指令进行处理，然后把源文件中的注释这些没用的东西都给扬了。
2. 编译(Compiling)：处理好之后，就可以正式开始编译，首先会编译为汇编代码。
3. 汇编(Assembling)：接着就该将汇编代码编译为机器可以执行的二进制机器指令了，会得到一个二进制目标文件。
4. 链接(Linking)：最后需要将这个二进制目标文件与系统库和其他库的OBJ文件、库文件链接起来，最终生成了可以在特定平台运行的可执行文件。

以G++为例,编译一个cpp程序的代码为：

预处理：g++ -E main.cpp -o main.i
编译：g++ -S main.i -o main.s
汇编：g++ -c main.s -o main.o
链接：g++ main.o -o main
命令汇总：g++ main.cpp -o main
多文件一起编译：g++ main.cpp test.cpp -o main

3. 编译选项

C++编译器通常提供许多编译选项，这些选项允许你指定如何进行代码生成、优化、调试信息等方面的设置。以下是一些常见的C++编译选项：

1. -c： 生成目标文件而不进行链接，产生.o或.obj文件，用于后续的链接阶段。

   g++ -c myfile.cpp
   

2. -o： 指定输出文件的名称。

   g++ myfile.cpp -o myexecutable
   

3. -g： 包含调试信息，方便在调试器中进行源代码级别的调试。

   g++ -g myfile.cpp
   

4. -Wall： 开启常见的警告信息，有助于发现潜在的问题。

   g++ -Wall myfile.cpp
   

5. -O： 启用各种优化级别，可以是 -O1, -O2, -O3 等。

   g++ -O2 myfile.cpp
   

6. -std： 指定所使用的C++标准版本。

   g++ -std=c++11 myfile.cpp
   

7. -I： 指定包含文件的搜索路径。

   g++ -I/path/to/include myfile.cpp
   

8. -L： 指定库文件的搜索路径。

   g++ -L/path/to/lib myfile.cpp
   

9. -l： 指定要链接的库。

   g++ myfile.cpp -lmylibrary
   

10. -D： 定义预处理宏。

    g++ -DDEBUG myfile.cpp
    

11. -E：预处理（Preprocess）

    • 这个选项告诉编译器只执行预处理阶段，将源代码转换为经过宏展开、条件编译等处理的纯文本文件。
    • 不进行编译、汇编或链接，只生成预处理后的代码,通常使用.i扩展名。
    • 这对于查看宏展开后的代码或检查预处理阶段的问题很有用。

    g++ -E main.cpp -o main.i
    

12. -S：生成汇编代码（Generate Assembly）

    • 这个选项告诉编译器执行预处理和编译阶段，但不进行汇编或链接。它生成的输出是汇编代码文件，通常使用.s扩展名。
    • 汇编代码是由机器指令和汇编语言构成的中间表示，可用于后续的汇编和链接。

    g++ -S main.i -o main.s