C/C++编译底层

C++内存管理

Linux的每个进程都有各自独立的4G逻辑地址，其中0-3G是用户态空间，3~4G是内核空间，不同进程相同的逻辑地址会映射到不同的物理地址中。
逻辑地址分段如下，自下而上：

静态库特点：

动态库特点：

GCC 编译加载静态库：

将所有的.c文件编译成.o目标文件
- gcc -c add.c 生成 add.o
- gcc -c max.c 生成 max.o
对生成的.o目标文件打包生成静态库
- ar crv libfoo.a add.o max.o //libfoo.a是库的名字，其中lib一定要有
- 命令 ar ：做库的命令
- 参数 c ：创建库
- 参数 r ：将方法添加到库里
- 参数 v ：显示过程，可以不要
使用静态库
- gcc -o main main.c -static -L. -lfoo //这里写的foo是去掉前后缀后库的名字
- -L ：指定要链接的库的搜索路径， . 代表当前路径
- -l ：指定要链接的库名

GCC 编译和加载动态库：

对生成的 .o 文件处理生成共享库（动态库），共享库的名字为 libfoo.so
- gcc -shared -fPIC -o libfoo.so add.o max.o
- -shared 表示输出结果是共享库类型的
- -fPIC 表示使用地址无关代码（Position Independent Code）技术来生产输出文件
动态库的使用，也即如何使程序在运行时能动态连接到动态库（此时必须将动态库加载到内存中），有以下方案：
- cp libfoo.so /usr/lib // 将库拷贝到系统库路径下（不推荐）
- 使用 export 更改 LD_LIBRARY_PATH 当前终端的环境变量（例如，如果你的终端用的是 zsh，则可以在 .zshrc 文件中使用 export 修改 LD_LIBRARY_PATH 环境变量）
- 修改 /etc/ld.so.conf 文件，加入库文件所在目录的路径，然后运行 ldconfig 目录名字，该命令会重建 /etc/ld.so.cache 文件即可
- 上面三种选一个即可 gcc -o main main.c -lfoo

一个C语言文件p.c

#include <stdio.h>
void print(int a,int b)
{
       printf("这里调用的是C语言的函数:%d,%d\n",a,b);
}

一个头文件p.h

#ifndef _P_H
#define _P_H

void print(int a,int b);

#endif

C++文件调用C函数

#include <iostream>
using namespace std;
#include "p.h"
int main()
{
       cout<<"现在调用C语言函数\n";
       print(3,4);
       return 0;
}

编译后链接出错：main.cpp对print(int, int)未定义的引用。
原因分析
- p.c 我们使用的是 C 语言的编译器 gcc 进行编译的，其中的函数 print 编译之后，在符号表中的名字为 _print
- 我们链接的时候采用的是 g++进行链接，也就是 C++链接方式，程序在运行到调用 print 函数的代码时，会在符号表中寻找 _print_int_int（是按照 C++的链接方法来寻找的，所以是找 _print_int_int 而不是找 _print）的名字，发现找不到，所以会提示“未定义的引用”
- 此时如果我们在对 print 的声明中加入 extern “C” ，这个时候，g++编译器就会按照 C 语言的链接方式进行寻找，也就是在符号表中寻找 _print，这个时候是可以找到的，是不会报错的。
总结
- 编译后底层解析的符号不同，C 语言是 _print，C++是 _print_int_int

根据上面的编译分析，可以知道C语言没有重载，只有C++才有函数重载，因为函数重载通过参数列表的不同来实现。

C语言没有重载

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"int __cdecl Add(int,int)" (?Add@@YAHHH@Z)
"double __cdecl Add(double,double)" (?Add@@YANNN@Z）
"long __cdecl Add(long,long)" (?Add@@YAJJJ@Z)

在 C 语言中被解析为_Add，三个一样，所以不能进行区分，因此 C 语言不支持函数重载

C++重载：底层的重命名机制将 Add 函数根据参数的个数，参数的类型，返回值的类型都做了重新命名。那么借助函数重载，一个函数就有多种命名机制。 _Add_int_int，_ Add_long_long，_Add_double_double
C++中可以通过在函数声明前加 extern "C" 将一个函数按照 C 语言的风格来进行编译。

根本区别
- 计算机不能直接的理解高级语言，只能直接理解机器语言，所以必须要把高级语言翻译成机器语言，计算机才能执行高级语言的编写的程序。翻译的方式有两种，一个是编译，一个是解释。两种方式只是翻译的时间不同。
- 解释性语言不用编译，在运行时翻译
- 编译性语言是编译的时候直接编译成机器可以执行的语言，编译和运行是分开的，但是不能跨平台。比如 exe 文件，以后要运行的话就不用重新编译了，直接使用编译的结果就行了（exe 文件），因为翻译只做了一次，运行的时不要翻译，所以编译型语言的程序执行效率高
编译性语言的优缺点
- 优点
  - 运行速度快，代码效率高，编译后程序不可以修改，保密性好
- 缺点
  - 代码需要经过编译方可运行，可移植性差，只能在兼容的操作系统上运行。
解释性语言的优缺点
- 优点
  - 可移植性好，只要有解释环境，可以在不同的操作系统上运行。
- 缺点
  - 运行需要解释环境，运行起来比编译的要慢，占用的资源也要多一些，代码效率低，代码修改后就可以运行，不需要编译过程

2024-01-05 16:19:02 # 技术 # CS基础 #C/C++