ubuntu系统的装载以及c编译环境的配置
1.装ubuntu:使用wubi,完成后重启电脑后在开机项选择ubuntu启动即可,一步一步即可,但是linux从13版即不支持wubi,所以存在一定的缺陷,下文将介绍如何用u盘制作13版的u盘启动,具体还没有实现,还有就是安装好后可能是英文版的,这时候只要点击右上角的设置按钮,选择设置r按钮,然后找到语言设置按钮,下载好语言后,选择中文,点击添加那个按钮选择简体中文就好了,然后关机重启就好了,还有就是firefox可能为英文版的问题,可以在终端输入:sudo apt-get inatall firefox-locale-zh-hans即可。
2.编写c代码,要使用gcc,可以直接用greit编写,当然下载了vim或者是eclipse会更好 一些,笔者下载的是vim,下载好的ubuntu一般都包含gcc和vim。
如果你还没装编译环境或自己不确定装没装,不妨先在终端(可以按下windows键后输入terminal)里执行
sudo apt-get install build-essential
如果你需要编译 Fortran 程序,那么还需要安装 gfortran(或 g77)
sudo apt-get install gfortran
如果你已经了解一些 vim 的知识,而且想用它来编辑源代码,那么我们不妨装个完整版
sudo apt-get install vim-full
编译简单的 C 程序
C 语言经典的入门例子是 Hello World,下面是一示例代码:
#include <stdio.h>
int
main(void)
{
printf("Hello, world!\n");
return 0;
}
VIM编写一个C程序:
在终端输入vim test.c //test.c为上面输入的代码文件,也可以是新建的文件
进入vim编辑对话框,进入再按一下a键,进入编辑状态
到此,按esc键退出编辑状态,再输入一个冒号(shift + 冒号分号那个键),紧跟着输入 wq ,即 输入 :wq 按回车,即推出vim编辑器回到终端命令窗口,之后输入 gcc test.c //这步是编译 生成a.out文件 ./a.out // 这是执行
第二种方法:
我们假定该代码存为文件‘hello.c’。要用 gcc 编译该文件,使用下面的命令:
$ gcc -Wall hello.c -o hello
该命令将文件‘hello.c’中的代码编译为机器码并存储在可执行文件 ‘hello’中。机器码的文件名是通过 -o 选项指定的。该选项通常作为命令行中的最后一个参数。如果被省略,输出文件默认为 ‘a.out’。
注意到如果当前目录中与可执行文件重名的文件已经存在,它将被复盖。
选项 -Wall 开启编译器几乎所有常用的警告──强烈建议你始终使用该选项。编译器有很多其他的警告选项,但 -Wall 是最常用的。默认情况下GCC 不会产生任何警告信息。当编写 C 或 C++ 程序时编译器警告非常有助于检测程序存在的问题。
本例中,编译器使用了 -Wall 选项而没产生任何警告,因为示例程序是完全合法的。
要运行该程序,输入可执行文件的路径如下:
$ ./hello
Hello, world!
这将可执行文件载入内存,并使 CPU 开始执行其包含的指令。 路径 ./ 指代当前目录,因此 ./hello 载入并执行当前目录下的可执行文件 ‘hello’。
编译多个源文件
一个源程序可以分成几个文件。这样便于编辑与理解,尤其是程序非常大的时候。这也使各部分独立编译成为可能。
下面的例子中我们将程序 Hello World 分割成 3 个文件:‘main.c’,‘hello_fn.c’和头文件‘hello.h’。这是主程序‘main.c’:
#include "hello.h"
int
main(void)
{
hello ("world");
return 0;
}
在先前的例子‘hello.c’中,我们调用的是库函数 printf,本例中我们用一个定义在文件‘hello_fn.c’中的函数 hello 取代它。
主程序中包含有头文件‘hello.h’,该头文件包含函数 hello 的声明。我们不需要在‘main.c’文件中包含系统头文件‘stdio.h’来声明函数 printf,因为‘main.c’没有直接调用 printf。
文件‘hello.h’中的声明只用了一行就指定了函数 hello 的原型。
void hello (const char * name);
函数 hello 的定义在文件‘hello_fn.c’中:
#include <stdio.h>
#include "hello.h"
void
hello (const char * name)
{
printf ("Hello, %s!\n", name);
}
语句 #include "FILE.h" 与 #include <FILE.h> 有所不同:前者在搜索系统头文件目录之前将先在当前目录中搜索文件‘FILE.h’,后者只搜索系统头文件而不查看当前目录。
要用gcc编译以上源文件,使用下面的命令:
$ gcc -Wall main.c hello_fn.c -o newhello
本例中,我们使用选项 -o 为可执行文件指定了一个不同的名字 newhello。注意到头文件‘hello.h’并未在命令行中指定。源文件中的的 #include "hello.h" 指示符使得编译器自动将其包含到合适的位置。
要运行本程序,输入可执行文件的路径名:
$ ./newhello
Hello, world!
源程序各部分被编译为单一的可执行文件,它与我们先前的例子产生的结果相同。
简单的 Makefile 文件
makefile 中命令行必须以单个的 TAB 字符进行缩进,不能是空格。GNU Make 包含许多默认的规则(参考隐含规则)来简化 makefile 的构建。比如说,它们指定‘.o’文件可以通过编译‘.c’文件得到,可执行文件可以通过将‘.o’链接到一起获得。隐含规则通过被叫做make变量的东西所指定,比如 CC(C 语言编译器)和 CFLAGS(C程序的编译选项);在makefile文件中它们通过独占一行的 变量=值 的形式被设置。对 C++ ,其等价的变量是CXX和CXXFLAGS,而变量CPPFLAGS则是编译预处理选项。
现在我们为上一节的项目写一个简单的 makefile 文件:
CC=gcc
CFLAGS=-Wall
hello: hello.o hello_fn.o
clean:
rm -f hello hello.o hello_fn.o
该文件可以这样来读:使用 C 语言编译器 gcc,和编译选项‘-Wall’,从对象文件‘hello.o’和‘hello_fn.o’生成目标可执行文件 hello(文件‘hello.o’和‘hello_fn.o’通过隐含规则分别由‘hello.c’和‘hello_fn.c’生成)。目标clean没有依赖文件,它只是简单地移除所有编译生成的文件。rm命令的选项 ‘-f’(force) 抑制文件不存在时产生的错误消息。
要使用该 makefile 文件,输入 make。不加参数调用make时,makefile文件中的第一个目标被建立,从而生成可执行文件‘hello’:
$ make
gcc -Wall -c -o hello.o hello.c
gcc -Wall -c -o hello_fn.o hello_fn.c
gcc hello.o hello_fn.o -o hello
$ ./hello
Hello, world!
一个源文件被修改要重新生成可执行文件,简单地再次输入 make 即可。
$ vim hello.c (打开编辑器修改一下文件)
$ make
gcc -Wall -c -o hello.o hello.c
gcc hello.o hello_fn.o -o hello
$ ./hello
Hello, world!
最后,我们移除 make 生成的文件,输入 make clean:
$ make clean
rm -f hello hello.o hello_fn.o
一个专业的 makefile文件通常包含用于安装(make install)和测试(make check)等额外的目标。
本文中涉及到的例子都足够简单以至于可以完全不需要makefile,但是对任何大些的程序都使用 make 是很有必要的。
链接外部库
库是预编译的目标文件(object files)的集合,它们可被链接进程序。静态库以后缀为‘.a’的特殊的存档文件(archive file)存储。
标准系统库可在目录 /usr/lib 与 /lib 中找到。比如,在类 Unix 系统中 C 语言的数学库一般存储为文件 /usr/lib/libm.a。该库中函数的原型声明在头文件 /usr/include/math.h 中。C 标准库本身存储为 /usr/lib/libc.a,它包含 ANSI/ISO C 标准指定的函数,比如‘printf’。对每一个 C 程序来说,libc.a 都默认被链接。
下面的是一个调用数学库 libm.a 中 sin 函数的的例子,创建文件calc.c:
#include <math.h>
#include <stdio.h>
int
main (void)
{
double x = sin (2.0);
printf ("The value of sin(2.0) is %f\n", x);
return 0;
}
尝试单独从该文件生成一个可执行文件将导致一个链接阶段的错误:
$ gcc -Wall calc.c -o calc
/tmp/ccbR6Ojm.o: In function ‘main‘:
/tmp/ccbR6Ojm.o(.text+0x19): undefined reference to ‘sin’
函数 sin,未在本程序中定义也不在默认库‘libc.a’中;除非被指定,编译器也不会链接‘libm.a’。
为使编译器能将 sin 链接进主程序‘calc.c’,我们需要提供数学库‘libm.a’。一个容易想到但比较麻烦的做法是在命令行中显式地指定它:
$ gcc -Wall calc.c /usr/lib/libm.a -o calc
函数库‘libm.a’包含所有数学函数的目标文件,比如sin,cos,exp,log及sqrt。链接器将搜索所有文件来找到包含 sin 的目标文件。
一旦包含 sin 的目标文件被找到,主程序就能被链接,一个完整的可执行文件就可生成了:
$ ./calc
The value of sin(2.0) is 0.909297
可执行文件包含主程序的机器码以及函数库‘libm.a’中 sin 对应的机器码。
为避免在命令行中指定长长的路径,编译器为链接函数库提供了快捷的选项‘-l’。例如,下面的命令
$ gcc -Wall calc.c -lm -o calc
与我们上面指定库全路径‘/usr/lib/libm.a’的命令等价。
一般来说,选项 -lNAME使链接器尝试链接系统库目录中的函数库文件 libNAME.a。一个大型的程序通常要使用很多 -l 选项来指定要链接的数学库,图形库,网络库等。
编译C++与Fortran
GCC 是 GNU 编译器集合(GNU Compiler Collection)的首字母缩写词。GNU 编译器集合包含 C,C++,Objective-C,Fortran,Java 和 Ada 的前端以及这些语言对应的库(libstdc++,libgcj,……)。
前面我们只涉及到 C 语言,那么如何用 gcc 编译其他语言呢?本节将简单介绍 C++ 和 Fortran 编译的例子。
首先我们尝试编译简单的 C++ 的经典程序 Hello world:
#include <iostream>
int main(int argc,char *argv[])
{
std::cout << "hello, world\n";
return 0;
}
将文件保存为‘hello.cpp’,用 gcc 编译,结果如下:
$ gcc -Wall hello.cpp -o hello
/tmp/cch6oUy9.o: In function `__static_initialization_and_destruction_0(int, int)‘:
hello.cpp:(.text+0x23): undefined reference to `std::ios_base::Init::Init()‘
/tmp/cch6oUy9.o: In function `__tcf_0‘:
hello.cpp:(.text+0x6c): undefined reference to `std::ios_base::Init::~Init()‘
/tmp/cch6oUy9.o: In function `main‘:
hello.cpp:(.text+0x8e): undefined reference to `std::cout‘
hello.cpp:(.text+0x93): undefined reference to `std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::operator<<
<std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&, char const*)‘
/tmp/cch6oUy9.o:(.eh_frame+0x11): undefined reference to `__gxx_personality_v0‘
collect2: ld returned 1 exit status
出错了!!而且错误还很多,很难看懂,这可怎么办呢?在解释之前,我们先试试下面的命令:
$ gcc -Wall hello.cpp -o hello -lstdc++
噫,加上-lstdc++选项后,编译竟然通过了,而且没有任何警告。运行程序,结果如下:
$ ./hello
hello, world
通过上节,我们可以知道,-lstdc++ 选项用来通知链接器链接静态库 libstdc++.a。而从字面上可以看出,libstdc++.a 是C++ 的标准库,这样一来,上面的问题我们就不难理解了──编译 C++ 程序,需要链接 C++ 的函数库 libstdc++.a。
编译 C 的时候我们不需要指定 C 的函数库,为什么 C++ 要指定呢?这是由于早期 gcc 是指 GNU 的 C 语言编译器(GNU C Compiler),随着 C++,Fortran 等语言的加入,gcc的含义才变化成了 GNU 编译器集合(GNU Compiler Collection)。C作为 gcc 的原生语言,故编译时不需额外的选项。
不过幸运的是,GCC 包含专门为 C++ 、Fortran 等语言的编译器前端。于是,上面的例子,我们可以直接用如下命令编译:
$ g++ -Wall hello.cpp -o hello
GCC 的 C++ 前端是 g++,而 Fortran 的情况则有点复杂:在 gcc-4.0 版本之前,Fortran 前端是 g77,而gcc-4.0之后的版本对应的 Fortran 前端则改为 gfortran。下面我们先写一个简单的 Fortran 示例程序:
C Fortran 示例程序
PROGRAM HELLOWORLD
WRITE(*,10)
10 FORMAT(‘hello, world‘)
END PROGRAM HELLOWORLD
将文件保存‘hello.f’,用 GCC 的 Fortran 前端编译运行该文件
$ gfortran -Wall hello.f -o hello
$ ./hello
hello, world
我们已经知道,直接用 gcc 来编译 C++ 时,需要链接 C++ 标准库,那么用 gcc 编译 Fortran时,命令该怎么写呢?
$ gcc -Wall hello.f -o helloworld -lgfortran -lgfortranbegin
注意:上面这条命令与 gfortran 前端是等价的(g77 与此稍有不同)。其中库文件 libgfortranbegin.a (通过命令行选项 -lgfortranbegin 被调用) 包含运行和终止一个 Fortran 程序所必须的开始和退出代码。库文件 libgfortran.a 包含 Fortran 底层的输入输出等所需要的运行函数。
对于 g77 来说,下面两条命令是等价的(注意到 g77 对应的 gcc 是 4.0 之前的版本):
$ g77 -Wall hello.f -o hello
$ gcc-3.4 -Wall hello.f -o hello -lfrtbegin -lg2c
命令行中的两个库文件分别包含 Fortran 的开始和退出代码以及 Fortran 底层的运行函数。