[教學] 如何使用 C compiler - 1. 前言
在正式開始介紹各家 C compiler(下簡稱 CC) 的操作之前,
各位必須先了解一支 C 程式由文字轉變到執行檔之前究竟經過了怎樣的過程.
不過現在各位可能對程式設計都還沒什麼概念, 看不懂也是很正常的,
建議可以先試著操作看看再回來對照這篇的內容.
(實際的操作會在接下來幾篇介紹, 請稍安勿躁.)
完整的過程一般來說分成四個步驟,
前置處理(Preprocessing)->
編譯(Compiling)->
組譯(Assembling)->
連結(Linking)
不過通常我們會把前面三個步驟簡化一次完成,
所以在這篇以初學者為導向的文章就不會講得那麼深入,
再說當你需要用到這麼細節的處理的時候, 你已經知道它們在做什麼了.
因此, 我們將廣義的"編譯"作為前面三個步驟的總稱, 現在只剩下兩個步驟:
編譯(Compiling)->連結(Linking)
現在開始介紹這兩個步驟的作用.
編譯這個過程會將程式碼轉換成電腦能夠了解的機械語言,
並且整理出這段程式碼能夠提供(Export)的,
以及需要從外面引入(Import)的符號(Symbol).
所謂的"符號", 就是一段 C 程式碼所提供出來的物件,
通常是一段獨立的程式區塊(副程式, Subprocedure),
或是全域變數(Global Variable).
範例:
---- hello.c ----
#include <stdio.h>
int main(){
printf ("hello world!\n");
return 0;
}
----
以一支最經典的 hello world 程式來說,
hello.c 提供了一個可執行的完整程式所必要的, main 副程式.
而同時, hello.c 用到了 printf 這個符號, 但是它本身卻沒有提供,
因此 compiler 會在產生出來的機械語言碼留下適當的空位,
以待未來有其它的程式碼提供之時可以引入.
這個將多個程式碼所提供的符號互相引入的過程, 就是連結.
現在交作業所寫的程式都只要一支程式碼就可以完成,
但是未來各位可能會需要進行大型的專案,
而必須將程式切成多個模組來分段修改維護, 就一定會需要連結這個過程.
事實上現在也已經常常在用了, 比方說上面所講的 printf 的例子,
printf 並不是 C 語言的保留字, 那究竟我們一天到晚在用的 printf 是哪來的呢?
答案是"標準 C 函式庫"(Standard C Library), 它是 C 語言標準所定義,
一個支援 C 語言的系統所必須提供的程式集,
而 printf 就是別人所預先寫好, 放在這裡面的程式之一.
連結還有一個重要的目的, 就是要標出程式的進入點(Entry Point),
電腦看到一大堆機械語言的時候並不知道究竟哪裡才是程式的開頭,
因此我們要幫它標出來. C 語言規定標準的進入點是由 main 副程式進入,
在所有的原始程式片段全部安置好, 符號都已經成功引入之後,
連結器(Linker) 就會將 main 的位置記錄在執行檔中,
一個完整的執行檔就完成了.
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「ふ…ふざけるな！そんあ短い咒文で、魔法を起動できるわけないだろうが！
お前わマウゼルの神に逆らう氣なのか？！傲慢な～」
「失禮致しました、誠實に全力でお相手致します。
第一戰術級‧軍用攻性魔法‧出よ、武雷神〈トール〉！」
〈スクラップド‧プリンセス〉
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