Как скомпилировать приложение c
Прежде чем мы сможем написать нашу первую программу, нам нужно научиться создавать новые программы в нашей интегрированной среде разработки (IDE). В этом уроке мы расскажем, как это сделать, а вы скомпилируете и запустите свою первую программу!
Проекты
Чтобы написать программу на C++ внутри IDE, мы обычно начинаем с создания нового проекта (мы покажем вам, как это сделать чуть позже). Проект – это контейнер, в котором хранятся все файлы исходного кода, изображения, файлы данных и т.д., которые необходимы для создания исполняемого файла (или библиотеки, веб-сайта и т.д.), который вы сможете запускать или использовать. Проект также сохраняет различные настройки IDE, компилятора и компоновщика, а также запоминает, где вы остановились, чтобы позже, при повторном открытии проекта состояние IDE можно было восстановить с того места, где вы остановились. Когда вы решите скомпилировать свою программу, все файлы .cpp в проекте будут скомпилированы и слинкованы.
Каждый проект соответствует одной программе. Когда вы будете готовы создать вторую программу, вам нужно будет либо создать новый проект, либо перезаписать код в существующем проекте (если вы не хотите его оставлять). Файлы проекта обычно специфичны для конкретной IDE, поэтому проект, созданный в одной IDE, необходимо будет заново создать в другой IDE.
Лучшая практика
Создавайте новый проект для каждой новой программы, которую вы пишете.
Консольные проекты
Когда вы создаете новый проект, вас обычно спрашивают, проект какого типа вы хотите создать. Все проекты, которые мы создадим в этом руководстве, будут консольными. Консольный проект означает, что мы собираемся создавать программы, которые можно запускать из консоли Windows, Linux или Mac.
Ниже показан скриншот консоли Windows:
Рисунок 1 – Консоль Windows
По умолчанию консольные приложения не имеют графического пользовательского интерфейса (GUI), они выводят текст на консоль, считывают ввод с клавиатуры и компилируются в автономные исполняемые файлы. Они идеально подходят для изучения C++, поскольку сводят сложность к минимуму и обеспечивают работу в самых разных системах.
Не беспокойтесь, если вы никогда раньше не пользовались консолью или не знаете, как получить к ней доступ. Мы будем компилировать и запускать наши программы через наши IDE (которые при необходимости будут вызывать консоль).
Рабочие пространства / решения
Когда вы создаете новый проект для своей программы, многие IDE автоматически добавляют ваш проект в «рабочее пространство» («workspace» или «solution») (термин зависит от IDE). Рабочее пространство – это контейнер, который может содержать один или несколько связанных проектов. Например, если вы пишете игру и хотите иметь отдельные исполняемые файлы для одиночной и многопользовательской игры, вам нужно будет создать два проекта. Обоим этим проектам не имело бы смысла быть полностью независимыми – в конце концов, они являются частью одной игры. Скорее всего, каждый из них будет настроен как отдельный проект в рамках одного рабочего пространства.
Хотя вы можете добавить несколько проектов в одно рабочее пространство, мы обычно рекомендуем создавать новое рабочее пространство для каждой программы, особенно во время обучения. Это проще, и вероятность того, что что-то пойдет не так, меньше.
Написание вашей первой программы
Традиционно у программистов, пишущих на новом языке, первой программой является печально известная программа hello world, и мы не собираемся лишать вас этого опыта! Вы нас потом поблагодарите. Может быть.
Создание проекта в Visual Studio 2019
Когда вы запустите Visual Studio 2019, вы должны увидеть диалоговое окно, которое выглядит следующим образом:
Рисунок 2 – Диалоговое окно «Начало работы» Visual Studio 2019
Выберите Создание проекта (Create a new project).
После этого вы увидите диалоговое окно, которое выглядит следующим образом:
Рисунок 3 – Visual Studio 2019: диалоговое окно создания нового проекта
Если вы уже открыли предыдущий проект, вы можете открыть это диалоговое окно через меню Файл (File) → Создать (New) → Проект (Project).
Выберите Мастер классических приложений Windows (Windows Desktop Wizard) и нажмите Далее (Next). Если вы этого не видите, то вы, вероятно, при установке Visual Studio забыли выбрать установку Desktop development with C++. В этом случае вернитесь к уроку «0.6 – Установка интегрированной среды разработки (IDE)» и переустановите Visual Studio, как было показано (примечание: вместо полной переустановки вы можете запустить установщик Visual Studio и изменить существующую установку, чтобы добавить поддержку C++).
Далее вы увидите диалоговое окно, которое выглядит следующим образом:
Рисунок 4 – Диалоговое окно настройки нового проекта Visual Studio 2019
Замените существующее имя проекта на HelloWorld .
Рекомендуется также установить флажок «Поместить решение и проект в одном каталоге» (Place solution and project in the same directory), поскольку это сокращает количество подкаталогов, создаваемых с каждым проектом.
Нажмите Создать (Create), чтобы продолжить.
Наконец, вы увидите последнее диалоговое окно:
Рисунок 5 – Диалоговое окно параметров проекта Visual Studio 2019
Убедитесь, что тип приложения установлен как Консольное приложение (.exe) (Console Application (.exe)), и что параметр Предкомпилированный заголовок (Precompiled Header) не выбран. Затем нажмите ОК.
Вы создали проект! Чтобы продолжить, перейдите в раздел Обозреватель решений Visual Studio ниже.
Создание проекта в Visual Studio 2017 или в более ранней версии
Чтобы создать новый проект в Visual Studio 2017 или более ранней версии, выберите меню Файл (File) → Создать (New) → Проект (Project). Появится диалоговое окно, которое выглядит примерно так:
Рисунок 6 – Диалоговое окно «Новый проект Visual Studio 2017»
Сначала убедитесь, что слева указан Visual C++. Если вы не видите Visual C++, возможно, вы забыли выбрать установку поддержку Desktop development with C++ при установке Visual Studio. В этом случае вернитесь к уроку «0.6 – Установка интегрированной среды разработки (IDE)» и переустановите Visual Studio, как было показано (примечание: вместо полной переустановки вы можете запустить установщик Visual Studio и изменить существующую установку, чтобы добавить поддержку C++).
Если вы используете Visual Studio 2017 v15.3 или новее, под Visual C++ выберите Windows Desktop, а затем выберите Windows Desktop Wizard в главном окне.
Если вы не видите вариант с Windows Desktop, возможно, вы используете старую версию Visual Studio. Отлично. Вместо этого выберите Win32, а затем Win32 Console Application в главном окне.
Внизу в поле Name введите название своей программы (замените существующее имя на HelloWorld ). В поле Location вы можете при желании выбрать другое место для размещения вашего проекта. Пока подойдет и значение по умолчанию.
Нажмите ОК. Если вы используете старую версию Visual Studio, запустится мастер приложений Win32. Нажмите Next.
На этом этапе вы должны увидеть диалоговое окно мастера, которое выглядит примерно так (более старые версии Visual Studio используют другой стиль, но имеют большинство из тех же параметров):
Рисунок 7 – Мастер создания десктопного приложения Visual Studio 2017
Убедитесь, что вы сняли флажок Предкомпилированный заголовок (Precompiled Header).
Затем нажмите ОК или Finish. Теперь ваш проект создан!
Обозреватель решений Visual Studio
В левой или правой части окна вы должны увидеть окно под названием Обозреватель решений. В этом окне Visual Studio создала для вас решение (решение "HelloWorld"). Внутри него, имя которого выделено жирным шрифтом, находится ваш новый проект ( HelloWorld ). Visual Studio создала для вас в этом проекте ряд файлов, в том числе HelloWorld.cpp (в элементе дерева Исходные файлы (Source Files)). Вы также можете увидеть некоторые другие файлы .cpp или .h, которые пока можете игнорировать.
Рисунок 8 – Начальные окна Visual Studio 2019
В текстовом редакторе вы увидите, что Visual Studio уже открыла HelloWorld.cpp и создала для вас код. Выделите и удалите весь код и введите/скопируйте следующий код в вашу IDE:
Чтобы скомпилировать программу, либо нажмите F7 (если это не сработает, попробуйте Ctrl + Shift + B ), либо перейдите в меню Сборка (Build) → Собрать решение (Build Solution). Если всё пойдет хорошо, вы должны увидеть следующее в окне вывода:
Или, в зависимости от выбранного языка:
Это означает, что ваша компиляция прошла успешно!
Вы забыли отключить предварительно скомпилированные заголовки при создании проекта. Заново создайте свой проект (в соответствии с инструкциями выше) и обязательно отключите предварительно скомпилированные заголовки.
Чтобы запустить скомпилированную программу, нажмите Ctrl + F5 или перейдите в меню Отладка (Debug) и выберите Запуск без отладки (Start Without Debugging). Вы увидите следующее:
Рисунок 9 – Запуск программы
Это результат выполнения вашей программы! Поздравляем, вы скомпилировали и запустили свою первую программу!
Создание проекта в Code::Blocks
Чтобы создать новый проект, перейдите в меню File (Файл) → New (Новый) → Project (Проект). Появится диалоговое окно, которое выглядит следующим образом:
Рисунок 10 – Code::Blocks. Диалоговое окно создания проекта
Выберите Console application (консольное приложение) и нажмите кнопку Go (перейти/создать).
Если вы видите диалоговое окно мастера консольного приложения, нажмите Next (далее), убедитесь, что выбран C++, и снова нажмите Next.
Теперь вам будет предложено назвать ваш проект. Назовите проект HelloWorld . Вы можете сохранить его где угодно. В Windows мы рекомендуем сохранить его в подкаталоге диска C, например C:\CBProjects .
Рисунок 11 – Code::Blocks. Диалогове окно сохранения проекта
Вы можете увидеть другое диалоговое окно с вопросом, какие конфигурации вы хотите включить. Значения по умолчанию здесь подойдут, поэтому выберите Finish.
Теперь ваш новый проект создан.
В левой части экрана вы должны увидеть окно Management (управление) с выбранной вкладкой Projects (проекты). Внутри этого окна вы увидите папку Workspace с вашим проектом HelloWorld внутри:
Рисунок 12 – Code::Blocks. Workspace
Внутри проекта HelloWorld разверните папку Sources (исходники) и дважды щелкните на « main.cpp ». Вы увидите, что для вас уже написана программа hello world!
Замените ее следующим кодом:
Чтобы собрать проект, нажмите Ctrl + F9 или перейдите в меню Build (Сборка) → Build (Сборка). Если всё пойдет хорошо, вы должны увидеть следующее в окне журнала сборки:
Это означает, что компиляция прошла успешно!
Чтобы запустить скомпилированную программу, нажмите Ctrl + F10 или перейдите в меню Build (Сборка) → Run (Запуск). Вы увидите что-то похожее на следующий скриншот:
Рисунок 13 – Запуск программы
Это результат выполнения вашей программы!
Для пользователей Linux
Пользователям Linux до компиляции в Code::Blocks может потребоваться установить дополнительные пакеты. Дополнительные сведения смотрите в инструкциях по установке Code::Blocks в уроке «0.6 – Интегрированная среда разработки (IDE)».
Если вы используете g++ из командной строки
В этом случае создавать проект не нужно. Просто вставьте следующий код в текстовый файл с именем HelloWorld.cpp и сохраните файл:
В командной строке введите:
Это скомпилирует и слинкует HelloWorld.cpp . Чтобы запустить скомпилированную программу, введите:
И вы увидите результат выполнения своей программы.
Если вы используете другие IDE или веб-компилятор
Вам нужно будет самостоятельно выяснить, как сделать следующее:
- создать консольный проект (только для IDE);
- добавить в проект файл .cpp (только для IDE, если он для вас не был создан автоматически);
- вставить в файл следующий код:
- скомпилировать проект;
- запустить проект.
Если компиляция завершилась ошибкой
Во-вторых, посмотрите вопросы и ответы в уроке «0.8 – Несколько распространенных проблем C++», поскольку ваша проблема может быть там освещена.
В-третьих, прочтите комментарии ниже – кто-то мог столкнуться с той же проблемой.
Если ваша программа запускается, но окно мигает и сразу закрывается
Некоторые IDE автоматически не приостанавливают экран консоли после завершения выполнения программы. Ваша программа запускается, но окно вывода закрывается, прежде чем вы сможете просмотреть результаты.
Если это так с вашей IDE, следующие два шага решат вашу проблему:
Во-вторых, добавьте следующий код в конец функции main() (непосредственно перед оператором return ):
Это приведет к тому, что ваша программа будет ждать, пока пользователь нажмет какую-нибудь клавишу, прежде чем продолжить, что даст вам время изучить вывод вашей программы, прежде чем IDE закроет окно консоли.
Другие решения, такие как обычно предлагаемое system("pause") , могут работать только в определенных операционных системах, и их следует избегать.
Ваш антивирус также может блокировать выполнение программы. В таком случае попробуйте временно отключить его и посмотреть, решится ли проблема.
Для пользователей Visual Studio
Visual Studio не будет в конце делать паузу в работе консольного приложения, если оно запускается с отладкой (меню Отладка (Debug) → Начать отладку (Start Debugging)). Если вы хотите, чтобы она сделала паузу, вы можете либо использовать приведенное выше решение с дополнительным кодом, либо запустить свою программу без отладки (меню Отладка (Debug) → Начать отладку (Start Without Debugging)).
Заключение
Поздравляем, вы прошли самую сложную часть этого руководства (установку IDE и компиляцию вашей первой программы)!
Не волнуйтесь, если не понимаете, что делают все строки в программе HelloWorld . Мы рассмотрим и подробно объясним каждую строку в начале следующей главы.
Перед написанием нашей первой программы мы еще должны кое-что узнать.
Теория
Во-первых, несмотря на то, что код ваших программ находится в файлах .cpp, эти файлы добавляются в проект. Проект содержит все необходимые файлы вашей программы, а также сохраняет указанные вами настройки вашей IDE. Каждый раз, при открытии проекта, он запускается с того момента, на котором вы остановились в прошлый раз. При компиляции программы, проект говорит компилятору и линкеру, какие файлы нужно скомпилировать, а какие связать. Стоит отметить, что файлы проекта одной IDE не будут работать в другой IDE. Вам придется создать новый проект (в другой IDE).
В-третьих, при создании нового проекта большинство IDE автоматически добавят ваш проект в рабочее пространство. Рабочее пространство — это своеобразный контейнер, который может содержать один или несколько связанных проектов. Несмотря на то, что вы можете добавить несколько проектов в одно рабочее пространство, все же рекомендуется создавать отдельное рабочее пространство для каждой программы. Это намного упрощает работу для новичков.
Традиционно, первой программой на новом языке программирования является всеми известная программа «Hello, world!». Мы не будем нарушать традиции 🙂
Пользователям Visual Studio
Для создания нового проекта в Visual Studio 2019, вам нужно сначала запустить эту IDE, затем выбрать "Файл" > "Создать" > "Проект" :
Дальше появится диалоговое окно, где вам нужно будет выбрать "Консольное приложение Windows" из вкладки "Visual C++" и нажать "ОК" :
Также вы можете указать имя проекта (любое) и его расположение (рекомендую ничего не менять) в соответствующих полях.
В текстовом редакторе вы увидите, что уже есть некоторый текст и код — удалите его, а затем напечатайте или скопируйте следующий код:
В состав Visual C++ включен компилятор языка C, позволяющий создавать как простые консольные программы, так и классические приложения Windows, мобильные приложения и многое другое.
В этом пошаговом руководстве показано, как создать простейшую программу на языке C в стиле "Hello, World" в текстовом редакторе с последующей компиляцией из командной строки. Если вы предпочитаете работать с C++ в командной строке, см. статью Пошаговое руководство. Компиляция собственной программы на языке C++ из командной строки. Если вы хотите попробовать интегрированную среду разработки Visual Studio вместо командной строки, см. статью Пошаговое руководство. Работа с проектами и решениями (C++) или Использование интегрированной среды разработки Visual Studio для разработки приложений для настольных систем на языке C++.
Предварительные требования
Для выполнения этого пошагового руководства необходимо установить Visual Studio и дополнительные компоненты Visual C++ или Build Tools для Visual Studio.
Visual Studio — это эффективная интегрированная среда разработки, которая поддерживает полнофункциональный редактор, диспетчеры ресурсов, отладчики и компиляторы для многих языков и платформ. Сведения об этих компонентах, а также о скачивании и установке Visual Studio, включая бесплатный выпуск Visual Studio Community, см. в этой статье.
При использовании версии Build Tools для Visual Studio устанавливаются только программы командной строки, библиотеки и компиляторы, необходимые для сборки программ на C и C++. Это идеальный вариант для создания заданий и упражнений, а установка выполняется относительно быстро. Чтобы установить только набор программ командной строки, скачайте Build Tools для Visual Studio на странице скачивания Visual Studio, а затем запустите установщик. В установщике Visual Studio выберите рабочую нагрузку Средства сборки C++ и щелкните Установить.
Прежде чем можно будет выполнить сборку программы C или C++ в командной строке, необходимо убедиться в том, что эти средства установлены и к ним можно получить доступ из командной строки. Visual C++ имеет сложные требования к среде командной строки для поиска используемых средств, заголовков и библиотек. Visual C++ нельзя использовать в простом окне командной строки без предварительной подготовки. Вам понадобится окно командной строки разработчика, являющееся обычным окном командной строки, в котором заданы все необходимые переменные среды. К счастью, Visual C++ устанавливает ярлыки для запуска командной строки разработчика, для которой настроена среда для сборок из командной строки. К сожалению, имена ярлыков командной строки разработчика и места их расположения отличаются практически во всех версиях Visual C++ и в различных версиях Windows. Первая задача пошагового руководства — найти нужный ярлык.
Ярлык командной строки разработчика автоматически задает правильные пути для компилятора и средств, а также для всех необходимых заголовков и библиотек. Некоторые из этих значений различаются для каждой конфигурации сборки. Если вы не используете ни один из ярлыков, эти значения среды необходимо задать самостоятельно. Дополнительные сведения см. в статье Использование набора инструментов MSVC из командной строки. Так как настраивать среду разработки сложно, настоятельно рекомендуется использовать ярлык командной строки разработчика вместо создания собственного.
Инструкции отличаются в зависимости от используемой версии Visual Studio. Чтобы ознакомиться с документацией по предпочтительной версии Visual Studio, используйте селектор Версия. Он находится в верхней части оглавления на этой странице.
Открытие командной строки разработчика в Visual Studio 2022
Если вы установили Visual Studio 2022 в Windows 10 или более поздней версии, откройте меню "Пуск" и выберите Все приложения. Прокрутите вниз и откройте папку Visual Studio 2022 (не приложение Visual Studio 2022). Выберите элемент Командная строка разработчика для VS 2022, чтобы открыть окно командной строки.
Открытие командной строки разработчика в Visual Studio 2019
Если вы установили Visual Studio 2019 в Windows 10 или более поздней версии, откройте меню "Пуск" и выберите Все приложения. Прокрутите вниз и откройте папку Visual Studio 2019 (не приложение Visual Studio 2019). Выберите элемент Командная строка разработчика для VS 2019, чтобы открыть окно командной строки.
Открытие командной строки разработчика в Visual Studio 2017
Если вы установили Visual Studio 2017 в Windows 10 или более поздней версии, откройте меню "Пуск" и выберите Все приложения. Прокрутите вниз и откройте папку Visual Studio 2017 (не приложение Visual Studio 2017). Выберите элемент Командная строка разработчика для VS 2017, чтобы открыть окно командной строки.
Открытие командной строки разработчика в Visual Studio 2015
Если вы установили Microsoft Visual C++ Build Tools 2015 в Windows 10 или более поздней версии, откройте меню "Пуск" и выберите Все приложения. Прокрутите вниз и откройте папку Microsoft Visual C++ Build Tools. Выберите элемент Командная строка Native Tools x86 Visual C++ 2015, чтобы открыть окно командной строки.
Если вы используете другую версию Windows, найдите в меню "Пуск" или на начальной странице папку средств Visual Studio, содержащую ярлык командной строки разработчика. Можно также ввести "командная строка разработчика" в строке поиска в Windows и выбрать командную строку, которая соответствует установленной версии Visual Studio. Откройте окно командной строки с помощью ярлыка.
Затем убедитесь в том, что командная строка разработчика Visual C++ настроена правильно. В окне командной строки введите cl и убедитесь в том, что выходные данные выглядят примерно так:
В зависимости от установленной версии Visual C++ и обновлений текущий каталог или номера версий могут отличаться. Если приведенный выше результат похож на отображаемый, можно приступать к сборке программ C или C++ в командной строке.
В зависимости от версии Windows, установленной на компьютере, и конфигурации системы безопасности может потребоваться правой кнопкой мыши открыть контекстное меню для ярлыка командной строки разработчика и выбрать пункт Запуск от имени администратора, чтобы успешно выполнить сборку и запуск программы, созданной в этом пошаговом руководстве.
Создание файла исходного кода на языке C и его компиляция из командной строки
В окне командной строки разработчика введите команду cd c:\ , чтобы изменить текущий рабочий каталог на корень диска C:. Затем введите md c:\hello , чтобы создать каталог, и введите cd c:\hello , чтобы перейти к этому каталогу. В этом каталоге будут находиться исходный файл и скомпилированная программа.
В командной строке разработчика введите команду notepad hello.c . В появившемся диалоговом окне блокнота с оповещением выберите Да, чтобы создать файл hello.c в рабочей папке.
В окне блокнота введите следующие строки кода:
В строке меню блокнота выберите Файл > Сохранить, чтобы сохранить файл hello.c в рабочей папке.
Вернитесь к окну командной строки разработчика. Введите dir в командной строке, чтобы получить список содержимого каталога c:\hello . Вы увидите исходный файл hello.c в списке каталогов, который выглядит примерно так:
Даты и некоторые другие данные будут отличаться на вашем компьютере. Если вы не видите файл исходного кода hello.c , убедитесь в том, что вы открыли созданный каталог c:\hello и сохранили исходный файл в нем в блокноте. Также убедитесь, что исходный код был сохранен с расширением имени файла .c , а не .txt .
Чтобы скомпилировать программу, в командной строке разработчика введите cl hello.c .
Имя исполняемой программы (hello.exe) отображается в информации, выводимой компилятором.
Чтобы запустить программу, в командной строке введите hello .
Программа выводит следующий текст и затем закрывается:
Поздравляем! Вы скомпилировали и запустили программу на C с помощью командной строки.
Следующие шаги
Этот пример Hello, World является самой простой программой C. Реальные программы выполняют полезные действия и имеют файлы заголовков, дополнительные исходные файлы и ссылки на библиотеки.
Вы можете использовать шаги, описанные в этом пошаговом руководстве для C, для создания собственного кода, чтобы не вводить приведенный пример. Вы также можете выполнить сборку различных примеров кода на C, которые можно найти в других местах. Чтобы скомпилировать программу с дополнительными файлами исходного кода, введите их все в командной строке, например:
cl file1.c file2.c file3.c
Компилятор выдает программу с именем file1.exe. Чтобы изменить имя на program1.exe, добавьте параметр компоновщика /out:
cl file1.c file2.c file3.c /link /out:program1.exe
Чтобы автоматически перехватывать другие ошибки программирования, рекомендуется выполнить компиляцию с помощью порога предупреждений /W3 или /W4:
cl /W4 file1.c file2.c file3.c /link /out:program1.exe
Компилятор cl.exe имеет множество других параметров, которые можно применять для создания, оптимизации, отладки и анализа кода. Чтобы просмотреть краткий список, введите cl /? в командной строке разработчика. Можно также выполнять компиляцию и компоновку отдельно и применять параметры компоновщика в более сложных сценариях сборки. Дополнительные сведения о параметрах и использовании компилятора и компоновщика см. в справочнике по сборке для C/C++.
Для настройки и создания более сложных проектов в командной строке можно использовать NMAKE и файлы makefile либо MSBuild и файлы проекта. Дополнительные сведения об использовании этих средств см. в разделах Справочник по NMAKE и MSBuild.
Языки C и C++ похожи, но имеют различия. Компилятор Microsoft C/C++ (MSVC) использует простое правило для определения языка, используемого при компиляции кода. По умолчанию компилятор MSVC рассматривает все файлы с расширением .c как исходные коды на языке С, а файлы с расширением .cpp как исходные коды на языке С++. Если указан параметр компилятора /TC, компилятор будет рассматривать все файлы как исходные коды на языке С вне зависимости от расширения.
Компилятор MSVC совместим со стандартами ANSI C89 и ISO C99, но не полностью. В большинстве случаев переносимый код на языке C будет компилироваться и выполняться должным образом. Компилятор обеспечивает дополнительную поддержку изменений в ISO C11/C17. Чтобы выполнить компиляцию с поддержкой C11/C17, используйте флаг компилятора /std:c11 или /std:c17 . Для поддержки C11 и C17 требуется Windows SDK 10.0.20201.0 или более поздняя версия. Рекомендуется использовать Windows SDK 10.0.22000.0 или более позднюю версию. Последнюю версию пакета можно скачать на странице Windows SDK. Дополнительные сведения и инструкции по установке и использованию этого пакета SDK для разработки на языке C см. в статье Установка поддержки C11 и C17 в Visual Studio.
Некоторые функции библиотеки и имена функций POSIX являются нерекомендуемыми в компиляторе MSVC. Функции поддерживаются, но предпочтительные имена изменились. Дополнительные сведения см. в статьях Функции безопасности в CRT и Предупреждение компилятора (уровень 3) C4996.
В данной статье я хочу рассказать о том, как происходит компиляция программ, написанных на языке C++, и описать каждый этап компиляции. Я не преследую цель рассказать обо всем подробно в деталях, а только дать общее видение. Также данная статья — это необходимое введение перед следующей статьей про статические и динамические библиотеки, так как процесс компиляции крайне важен для понимания перед дальнейшим повествованием о библиотеках.
Все действия будут производиться на Ubuntu версии 16.04.
Используя компилятор g++ версии:
Состав компилятора g++
Мы не будем вызывать данные компоненты напрямую, так как для того, чтобы работать с C++ кодом, требуются дополнительные библиотеки, позволив все необходимые подгрузки делать основному компоненту компилятора — g++.
Зачем нужно компилировать исходные файлы?
Исходный C++ файл — это всего лишь код, но его невозможно запустить как программу или использовать как библиотеку. Поэтому каждый исходный файл требуется скомпилировать в исполняемый файл, динамическую или статическую библиотеки (данные библиотеки будут рассмотрены в следующей статье).
Этапы компиляции:
Перед тем, как приступать, давайте создадим исходный .cpp файл, с которым и будем работать в дальнейшем.
driver.cpp:
1) Препроцессинг
Самая первая стадия компиляции программы.
Получим препроцессированный код в выходной файл driver.ii (прошедшие через стадию препроцессинга C++ файлы имеют расширение .ii), используя флаг -E, который сообщает компилятору, что компилировать (об этом далее) файл не нужно, а только провести его препроцессинг:
Взглянув на тело функции main в новом сгенерированном файле, можно заметить, что макрос RETURN был заменен:
В новом сгенерированном файле также можно увидеть огромное количество новых строк, это различные библиотеки и хэдер iostream.
2) Компиляция
На данном шаге g++ выполняет свою главную задачу — компилирует, то есть преобразует полученный на прошлом шаге код без директив в ассемблерный код. Это промежуточный шаг между высокоуровневым языком и машинным (бинарным) кодом.
Ассемблерный код — это доступное для понимания человеком представление машинного кода.
Используя флаг -S, который сообщает компилятору остановиться после стадии компиляции, получим ассемблерный код в выходном файле driver.s:
Мы можем все также посмотреть и прочесть полученный результат. Но для того, чтобы машина поняла наш код, требуется преобразовать его в машинный код, который мы и получим на следующем шаге.
3) Ассемблирование
Так как x86 процессоры исполняют команды на бинарном коде, необходимо перевести ассемблерный код в машинный с помощью ассемблера.
Ассемблер преобразовывает ассемблерный код в машинный код, сохраняя его в объектном файле.
Объектный файл — это созданный ассемблером промежуточный файл, хранящий кусок машинного кода. Этот кусок машинного кода, который еще не был связан вместе с другими кусками машинного кода в конечную выполняемую программу, называется объектным кодом.
Далее возможно сохранение данного объектного кода в статические библиотеки для того, чтобы не компилировать данный код снова.
Получим машинный код с помощью ассемблера (as) в выходной объектный файл driver.o:
Но на данном шаге еще ничего не закончено, ведь объектных файлов может быть много и нужно их всех соединить в единый исполняемый файл с помощью компоновщика (линкера). Поэтому мы переходим к следующей стадии.
4) Компоновка
Компоновщик (линкер) связывает все объектные файлы и статические библиотеки в единый исполняемый файл, который мы и сможем запустить в дальнейшем. Для того, чтобы понять как происходит связка, следует рассказать о таблице символов.
Таблица символов — это структура данных, создаваемая самим компилятором и хранящаяся в самих объектных файлах. Таблица символов хранит имена переменных, функций, классов, объектов и т.д., где каждому идентификатору (символу) соотносится его тип, область видимости. Также таблица символов хранит адреса ссылок на данные и процедуры в других объектных файлах.
Именно с помощью таблицы символов и хранящихся в них ссылок линкер будет способен в дальнейшем построить связи между данными среди множества других объектных файлов и создать единый исполняемый файл из них.
Получим исполняемый файл driver:
5) Загрузка
Последний этап, который предстоит пройти нашей программе — вызвать загрузчик для загрузки нашей программы в память. На данной стадии также возможна подгрузка динамических библиотек.
Запустим нашу программу:
Заключение
В данной статье были рассмотрены основы процесса компиляции, понимание которых будет довольно полезно каждому начинающему программисту. В скором времени будет опубликована вторая статья про статические и динамические библиотеки.
Самой очевидной причиной является отсутствие Visual Studio 2010 или какой-то другой графической IDE-среды.
Работа может выполняться в университете, где использование инструментов для генерации кода и IDE-сред обычно запрещено.
Планируется применение автоматизированных средств разработки, таких как msbuild.exe, которые требуют знать опции командной строки для используемых инструментов.
Указание целевых входных и выходных параметров
Первым делом важно разобраться с тем, как указывать имя и тип создаваемой сборки (т.е., например, консольное приложение по имени MyShell.exe, библиотека кода по имени MathLib.dll или приложение Windows Presentation Foundation по имени Halo8.ехе). Каждый из возможных вариантов имеет соответствующий флаг, который нужно передать компилятору csc.ехе в виде параметра командной строки.
Обратите внимание, что параметры, передаваемые компилятору командной строки (а также большинству других утилит командной строки), могут сопровождаться префиксом в виде символа дефиса (-) или слеша (/).
| Параметр | Описание |
|---|---|
| /out | Этот параметр применяется для указания имени создаваемой сборки. По умолчанию сборке присваивается то же имя, что у входного файла *.сs |
| /target:exe | Этот параметр позволяет создавать исполняемое консольное приложение. Сборка такого типа генерируется по умолчанию, потому при создании подобного приложения данный параметр можно опускать |
| /target:library | Этот параметр позволяет создавать однофайловую сборку *.dll |
| /target:module | Этот параметр позволяет создавать модуль. Модули являются элементами многофайловых сборок |
| /target:winexe | Хотя приложения с графическим пользовательским интерфейсом можно создавать с применением параметра /target: ехе, параметр /target: winexe позволяет предотвратить открытие окна консоли под остальными окнами |
Чтобы скомпилировать TestApplication.cs в консольное приложение TestApplication.exe, перейдите в каталог, в котором был сохранен файл исходного кода (с помощью флага cd) и введите следующую команду:
Теперь можно попробовать запустить приложение TestApplication.ехе из командной строки, введя имя его исполняемого файла:
Добавление ссылок на внешние сборки
Далее в командной строке нужно проинформировать компилятор csc.exe о том, в какой сборке содержатся используемые пространства имен. Поскольку применялся класс MessageBox из пространства имен System.Windows.Forms, значит, нужно указать компилятору на сборку System.Windows.Forms.dll, что делается с помощью флага /reference (или его сокращенной версии /r):
Кстати, как поступить, когда необходимо указать csc.exe несколько внешних сборок? Для этого нужно просто перечислить все сборки через точку с запятой. В рассматриваемом примере ссылаться на несколько сборок не требуется, но ниже приведена команда, которая иллюстрирует перечисление множества сборок:
csc /r:System.Windows.Forms.dll;System.Drawing.dll *.cs
Компиляция нескольких файлов исходного кода
Изменим исходный класс TestApplication так, чтобы в нем использовался класс этого нового типа:
Вывод, получаемый после запуска этой программы, идентичен предыдущей программе. Единственное отличие между этими двумя приложениями связано с разнесением логики по нескольким файлам.
В случае необходимости допускается также указывать и несколько ответных *.rsp файлов в качестве входных параметров (например, csc @FirstFile.rsp @SecondFile.rsp @ThirdFile.rsp). При таком подходе, однако, следует иметь в виду, что компилятор обрабатывает параметры команд по мере их поступления. Следовательно, аргументы командной строки, содержащиеся в поступающем позже файле *.rsp, могут переопределять параметры из предыдущего ответного файла.
Стоит отметить, что в случае добавления с помощью опции /r ссылок на сборки, которые на самом деле не используются, компилятор их проигнорирует. Поэтому беспокоиться по поводу "разбухания кода" не нужно.
Читайте также: