🎈今日心语：你所看到的惊艳，都曾被平庸所历练。

重点：

• 程序的翻译环境
• 程序的执行环境
• 详解：C语言程序的编译+链接
• 预定义符号介绍
• 预处理指令#define
• 宏和函数的对比
• 预处理操作符#和##的介绍
• 命令定义
• 预处理指令#include
• 预处理指令#undef
• 条件编译

本章我们介绍程序的翻译和执行环境，以及程序的编译+链接，为后面建立基础

其余内容我们在下一篇介绍

文章目录

• 1.程序的翻译环境和执行环境

• 1.1 翻译环境

• 2.编译和链接详解

• 2.1编译的三个阶段
• 2.2链接
• 2.3 运行环境

1.程序的翻译环境和执行环境

在ANSI C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。
第2种是执行环境**，它用于实际执行代码。

1.1 翻译环境

• 组成一个程序的每个源文件通过编译过程分别转换成目标代码（object code）。
  
• 每个目标文件由链接器（linker）捆绑在一起，形成一个单一而完整的可执行程序。
  
• 链接器同时也会引入标准C函数库中任何被该程序所用到的函数，而且它可以搜索程序员个人的程序库，将其需要的函数也链接到程序中，形成一个完整的可执行程序。
  2.编译和链接详解
  

2.1编译的三个阶段

可在Linux环境下，使用gcc编译器对编译期间的每一步进行操作和观察：

• 预处理相关指令：gcc -E test.c -o test.i预处理完成之后就停下来，预处理之后产生的结果都放在test.i文件中。主要完成的任务（文本操作）：

1. 头文件的包含
   
2. define定义符号的替换
   

• 宏定义的删除
  

3. 注释的删除

• 编译
  

相关指令gcc -S test.c

编译完成之后就停下来，结果保存在test.s中。

主要完成的任务：

将c语言代码转换为汇编代码

1. 语法分析
   
2. 词法分析
   
3. 符号汇总
   
4. 语义分析
   

• 汇编

相关指令 gcc -c test.c

汇编完成之后就停下来，结果保存在test.o中。

主要完成的任务：

1. 把汇编代码转换成二进制指令
   
2. 把编译期间汇总的符号形成符号表
   

2.2链接

主要完成的任务：

1. 合并段表（把相同格式的文件中各段同类信息进行合并）
   
2. 符号表的合并和重定义，重定义是将几个相同的符号取有意义的一个，将无意义的符号删除。
   

如图，我们只对函数进行了调用，而函数未定义，就会导致error LNK2019这样的错误，此过程中无法解析出有意义的符号Add，致使链接时发生了错误。

2.3 运行环境

程序执行的过程：

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。
   注：
   介绍一本书《程序员的自我修养》