在学习初期就对与头文件和链接有些迷茫，今天简单谈谈这些事情。

从源代码到可执行文件

使用g++/gcc 工作流程如下

预处理：宏的展开，头文件展开，条件编译，去除注释等操作。

编译和汇编就不再叙述

链接：将目标代码中用到的所有相关的代码链接在一起，比如各种库函数和自己定义的各种函数。

预处理和链接

初学的时候，我迷惑的点在于，既然预处理已经展开头文件，那么链接又在链接什么？直到自己完成了lept_json这个完整的项目之后，才对这个问题有了更加清晰的认识。

首先了解一下gcc/g++ 的用法

-o 也可以用来指定生成的文件的名称，否则会为默认文件名。

---test.cpp---
#include<stdio.h>
#include<iostream>
#include "head_file1.h"
int main()
{   
    int t1=1;
    fun(t1);
    std::cout<<"this is test"<<std::endl;
    return 0;
}

---head_file1.h---
#include<stdio.h>
#include<iostream>

void fun(int t1);

---head_file1.cpp---
#include<stdio.h>
#include<iostream>

void fun(int t1){
    std::cout<<t1<<std::endl;
    return;
}

g++生成可执行文件的命令如下

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g++ -c test.cpp -o test.o
g++ -c head_file1.cpp -o head_file1.o
g++ test.o head_file1.o -o test

或者直接

1	g++ test.cpp head_file1.cpp -o test // 文件的先后顺序不影响正确性

在实际开发过程中，良好的习惯是将函数的声明和定义分开，声明写在 xxx.h，定义写在 xxx.cpp。例子中 fun() 的定义和声明就是分开的

预处理就是将头文件展开，也就是将head_file1.h 中的 fun函数声明在 test.cpp 中展开。

预处理过后 test.cpp中有了fun函数的声明，在接下来的编译过程中，它是符合规范的，即便现在编译器并不知道fun函数的定义。

链接过程中，链接器看到fun函数的声明，会去找fun函数的定义，那么怎么找到fun函数的定义呢？

我们将fun函数定义在了 head_file1.cpp中，因此就需要将 head_file1.cpp的目标代码(head_file1.o) 和test.cpp的目标代码(test.o) 链接起来生成可执行文件

在第一种方法中

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g++ -c test.cpp -o test.o // 生成目标代码 test.o  该文件中含有fun函数的声明但并没有定义
g++ -c head_file1.cpp -o head_file1.o // 生成目标代码 head_file.o
g++ test.o head_file1.o -o test // 两个文件链接在一起，此时就有了fun函数的具体实现

1	g++ test.cpp head_file1.cpp -o test // 两个文件一起处理，作用和第一种方法是一致的

一些问题

1

也许有人会想着先处理头文件对应的head_file1.cpp 然后处理 test.cpp

1	g++ head_file1.cpp -o test

这样是错误的，因为head_file1.cpp 中并没有main()函数，因此链接会出现错误，所以我们只能生成目标代码，也就是使用 -c 这个命令，停留在链接之前，然后和test.o 一起链接处理，test.o中是有main()函数的哦。

2

linux中文件的后缀其实并没用，我们只是习惯 .o .s .cpp 这些；

head_file1.cpp 并不一定要和 head_file1.h 的名字一样，只是这样更加规范一些，g++是不会在乎这些名字的，因为 .h文件是在预处理阶段展开的，对应的 .cpp 文件是在链接阶段和test.o 链接在一起的，链接器并不是根据名字找到头文件对应的.cpp后缀的源代码的(当然，链接时候已经变成了 .o 后缀的目标代码)。

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三个文件都引用了标准库，但并没有重复定义的问题，为什么？

第一，我们可以使用

//条件编译
     #define        //  宏定义 
     #undef         //  取消宏 
     #include       //  文本包含 
     #ifdef         //  如果宏被定义就进行编译 
     #if defined    //  与ifdefine的区别在于可以可以组成复杂的判别条件
     #ifndef        //  如果宏未被定义就进行编译 
     #if !defined   //  与if !define的区别在于可以可以组成复杂的判别条件
     #endif         //  结束编译块的控制 
     #if   defined        //  表达式非零就对代码进行编译 
     #else          //  作为其他预处理的剩余选项进行编译 
     #elif          //  这是一种#else和#if的组合选项 
     #elif defined    //  与ifdefine的区别在于可以可以组成复杂的判别条件
	 #elif !defined    //  与ifdefine的区别在于可以可以组成复杂的判别条件
//编译指令
     #line          //  改变当前的行数和文件名称 
     #error         //  输出一个错误信息 
     #pragma        //  为编译程序提供非常规的控制流信息，可跟once，message等许多参数。

标准库中都含有条件编译指令
这些指令来避免重复定义(也能避免重复声明，但是重复声明只是会增加代码体积而已)，但是请注意条件编译指令是在预处理阶段进行的，也就是说

这里针对的都是在一个.cpp文件中避免头文件重复引入。如果一个工程有多个”.cpp”文件，由于编译器对每个.cpp文件是分开处理的，只在最后进行链接。在这种情况下，如果有多个.c文件都直接或间接引入了某个头文件，这时无法避开的。

我们的 head_file1.h 和 test.cpp 都引用库函数，但是在预处理阶段就已经处理掉了，只会引用一次。但是这两个文件(test.cpp head_file1.cpp)都有标准库啊，链接时候怎么没出错呢？

这就是定义和声明分开的好处，我们引用的头文件是标准库各种函数的声明，而不是定义，而重复声明并没关系(当然为了节省代码体积，减少内存开销，最好能不用头文件就不用，不要一股脑把可能用到的库函数头文件全部写上)，在链接的时候，库函数对应的 .o 文件会和我们的目标代码链接, 链接器虽然看到了那么多头文件库函数声明，但是对应的库函数 .o 代码，链接器只会链接一次，避免出现重复定义错误。

---test.cpp---
#include<stdio.h>
#include<iostream>
#include "head_file1.h"
int main()
{   
    int t1=1;
    fun(t1);
    std::cout<<"this is test"<<std::endl;
    return 0;
}

---head_file1.h---

void fun(int t1); // 头文件可以全部删掉，并没有用到，即便不删，预处理阶段也会被忽略掉

---head_file1.cpp---
#include<stdio.h>
#include<iostream>

void fun(int t1){
    std::cout<<t1<<std::endl;
    return;
}

源之居

链接的一些事情

从源代码到可执行文件

预处理和链接

一些问题

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3

第一，我们可以使用