gcc 命令 #

gcc（GNU Compiler Collection）是 GNU 项目开发的一套编译器系统，主要用于编译 C 语言程序。它是 Linux 系统上最常用的 C 编译器，支持多种编程语言和目标平台。

语法 #

gcc [选项] [文件...]

常用选项 #

选项	描述
`-c`	只编译不链接，生成目标文件(.o)
`-o 文件名`	指定输出文件名
`-g`	生成调试信息
`-O0, -O1, -O2, -O3`	优化级别（0-3，数字越大优化越多）
`-Wall`	启用大多数警告信息
`-Werror`	将警告视为错误
`-I 目录`	添加头文件搜索路径
`-L 目录`	添加库文件搜索路径
`-l 库名`	链接指定的库
`-std=标准`	指定语言标准（如 c99, c11, gnu99 等）
`-D 宏名[=值]`	定义宏
`-E`	只进行预处理
`-S`	只编译不汇编，生成汇编代码
`-fPIC`	生成位置无关代码（用于共享库）
`-shared`	创建共享库
`-m32, -m64`	生成 32 位或 64 位代码
`-pthread`	支持 POSIX 线程
`-v`	显示编译过程的详细信息
`--help`	显示帮助信息
`--version`	显示版本信息

基本用法 #

1. 编译单个源文件 #

gcc -o hello hello.c

这将编译hello.c并生成可执行文件hello。

2. 编译多个源文件 #

gcc -o program main.c utils.c helper.c

3. 分步编译 #

# 编译为目标文件
gcc -c main.c
gcc -c utils.c

# 链接目标文件
gcc -o program main.o utils.o

4. 使用库 #

# 使用数学库
gcc -o math_program math_program.c -lm

# 使用自定义库
gcc -o program main.c -L/path/to/libs -lmylib

5. 指定头文件路径 #

gcc -o program main.c -I/path/to/headers

6. 启用警告 #

gcc -Wall -Wextra -o program main.c

7. 生成调试信息 #

gcc -g -o program main.c

8. 优化代码 #

gcc -O2 -o program main.c

高级用法 #

1. 创建静态库 #

# 编译目标文件
gcc -c lib1.c lib2.c

# 创建静态库
ar rcs libmylib.a lib1.o lib2.o

# 使用静态库
gcc -o program main.c -L. -lmylib

2. 创建共享库 #

# 编译为位置无关代码
gcc -fPIC -c lib1.c lib2.c

# 创建共享库
gcc -shared -o libmylib.so lib1.o lib2.o

# 使用共享库
gcc -o program main.c -L. -lmylib

3. 预处理、编译、汇编和链接分步执行 #

# 预处理
gcc -E main.c -o main.i

# 编译为汇编代码
gcc -S main.i -o main.s

# 汇编为目标文件
gcc -c main.s -o main.o

# 链接
gcc main.o -o main

4. 使用宏定义 #

gcc -DDEBUG -DVERSION=\"1.0\" -o program main.c

这相当于在代码中定义了#define DEBUG和#define VERSION "1.0"。

5. 指定语言标准 #

gcc -std=c11 -o program main.c

6. 生成依赖文件 #

gcc -MM main.c > main.d

7. 多线程编译 #

gcc -fopenmp -o parallel_program parallel.c

常见错误和警告 #

1. 常见编译错误 #

未声明的标识符：变量或函数在使用前未声明
语法错误：缺少分号、括号不匹配等
类型不兼容：尝试将不兼容的类型赋值或传递给函数
未定义的引用：链接时找不到函数或变量的定义

2. 常见警告 #

未使用的变量：声明了但未使用的变量
隐式函数声明：使用了未声明的函数
可能的数据丢失：如将 long 赋值给 int
控制到达非 void 函数的末尾：函数应该返回值但没有 return 语句

优化选项 #

优化级别	描述
`-O0`	不优化（默认），编译速度最快，调试体验最好
`-O1`	基本优化，编译时间稍长，生成的代码运行更快
`-O2`	更多优化，几乎所有支持的不涉及空间-速度权衡的优化
`-O3`	最高级别优化，包括函数内联等激进优化
`-Os`	优化代码大小，执行可能比-O2 慢
`-Og`	优化调试体验，在-O1 的基础上禁用影响调试的优化

实用示例 #

1. 编译带调试信息的程序 #

gcc -g -Wall -o debug_program main.c

2. 编译优化的发布版本 #

gcc -O2 -DNDEBUG -o release_program main.c

3. 检查代码中的问题 #

gcc -Wall -Wextra -Wpedantic -o program main.c

4. 生成 32 位程序（在 64 位系统上） #

gcc -m32 -o program32 main.c

5. 使用特定 CPU 的指令集 #

gcc -march=native -o optimized_program main.c

6. 生成汇编输出以检查编译器优化 #

gcc -S -fverbose-asm -O2 -o main.s main.c

与其他编译器的比较 #

编译器	优点	缺点	适用场景
GCC	开源、广泛支持、多平台	错误信息可能不够清晰	通用 C/C++开发、Linux 系统
Clang	清晰的错误信息、快速编译	某些平台支持不如 GCC	开发环境、需要良好诊断的项目
MSVC	Windows 集成、优化的 Windows 代码	仅限 Windows 平台	Windows 应用程序开发
ICC	高度优化、特别是 Intel 处理器	商业软件、价格昂贵	高性能计算、需要极致优化

提示和技巧 #

1. 使用多核编译 #

与 make 结合使用时，可以利用多核加速编译：

make -j$(nproc) CC=gcc

2. 生成代码覆盖率报告 #

gcc -fprofile-arcs -ftest-coverage -o program main.c
./program
gcov main.c

3. 使用 sanitizers 检测问题 #

# 地址sanitizer检测内存错误
gcc -fsanitize=address -o program main.c

# 线程sanitizer检测数据竞争
gcc -fsanitize=thread -o program main.c

# 未定义行为sanitizer
gcc -fsanitize=undefined -o program main.c

4. 生成性能分析信息 #

gcc -pg -o program main.c
./program
gprof program > profile.txt

5. 检查代码风格和潜在问题 #

结合静态分析工具使用：

gcc -Wall -Wextra -o program main.c
cppcheck main.c

gcc命令