计算机是如何“读懂”我们所编写的代码的 编译语言的发展史

第一开始，我们的计算机只能识别010101这样的二进制指令，而我们为了让计算机去计算我们所需要的结果。就需要去记忆一个又一个的二进制指令，这样既繁琐又容易出错。后来人们想了一种方法，用简单的十进制数字与字母的组合去对应机器能够读懂的一个个二进制指令，就这样发明了汇编语言。汇编语言相比于机器语言，操作更简单，记忆更便捷。但这样远远不够。之后人们又发明了高级语言，高级语言是一种相比于汇编语言逻辑更清晰，更易读的语言。高级语言又与汇编语言有相似点。我们需要先通过类似对照表的东西，将高级语言翻译成汇编语言。汇编语言再翻译成机器语言。这个时候机器就可以去读懂高级语言了。
我们将高级语言翻译成汇编语言的过程叫做编译。
将汇编语言翻译成机器语言的过程叫做汇编。
计算机去允许它能读懂机器语言，就能生成所对应的结果了。

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C++从代码到可执行的二进制文件一般要进过以下4个流程，分别是预处理，编译，汇编，链接。

我们在记事本或者ide里面编写的一行一行的c++代码，我们称之为源代码。计算机肯定是读不懂我们所写的源代码的，计算机只能读懂机器代码也就是二进制指令。所以由我们写的c++代码需要经过一系列的处理才能转换成机器语言。
这其中这一些列的处理都是由一个叫做GCC（GNU Compiler Collection，GNU编译器套件）编译器套件去完成的。这里我们就不再去介绍GCC编译套件是一个什么东西啦，我们主要的目的是去通过GCC这个工具去看看我们的源代码是怎么一步步的变成计算机能读懂的机器代码。我们的这一步操作叫做源代码的预处理。

通常的预处理操作有：
(1) 将所有的#define删除，并且展开所有的宏定义
（2） 处理所有的条件预编译指令，如#if、#ifdef
（3） 处理#include预编译指令，将被包含的文件插入到该预编译指令的位置。
（4） 过滤所有的注释
（5） 添加行号和文件名标识。

这里我们可以自己在记事本或者ide里写一个文件。然后我们在智能ide，Linux的命令行，或者unix的终端中输入g++ -E 目标文件名称 -o 生成文件名称。就可以去具体的查看预处理操作到底对你的代码做了怎么样的处理。

nowcoder@nowcoder:~/Linux/lession02$ g++ -E test.c -o text.i
nowcoder@nowcoder:~/Linux/lession02$ ls
test.c  text.i
//这里这个text.i就是我们通过GCC这个编译器生成的预处理后的代码。

代码进行过预处理后紧接着需要执行编译操作。编译操作会将预处理后的源代码变为汇编代码。
使用命令 g++ -S 预处理文件名称 -o 生成目标文件名称 就可以得到一个含有汇编代码的文件，我们同样也可以点击进文件去查看我们的汇编代码，不过没有学习过汇编的同学可能看不太懂其中写的是什么，但是有一些英语单词是我们一眼就能看出是什么意思的。也可以去猜猜表达的是什么。

nowcoder@nowcoder:~/Linux/lession02$ g++ -S test.i -o test.s
nowcoder@nowcoder:~/Linux/lession02$ ls
test.cpp  test.i  test.s
//test.s文件里面装着的就是我们预处理后汇编生成的汇编代码。

这个时候我们的汇编代码还没有通过编译器生成机器可以读懂的机器代码，所以要执行汇编操作，使汇编代码转换成机器代码。输入命令g++ -c 汇编文件名称 -o 生成文件名称 去将汇编代码转换成机器能读懂的二进制指令。

nowcoder@nowcoder:~/Linux/lession02$ g++ -c test.s -o text.o
nowcoder@nowcoder:~/Linux/lession02$ ls
test.cpp  test.i  test.s  text.o
//其中这个text.o就是我们生成的二进制文件，这个文件在我的vscode上打不开，
//因为我没有安装相应的配置文件，不过没关系，打开了也看不懂，因为我们没有学
//习过机器语言。

最后我们要进行链接操作，将目标代码（机器代码）和其他启动代码、库代码，和其他目标代码（这些都是不同文件的机器代码）进行链接，就可以生成一个可执行的二进制文件（程序）了。

nowcoder@nowcoder:~/Linux/lession02$ g++ text.o -o test.out
nowcoder@nowcoder:~/Linux/lession02$ ls
test.cpp  test.i  test.out  test.s  text.o
nowcoder@nowcoder:~/Linux/lession02$ ./test.out
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//其中这个test.out就是我们最终生成的可执行文件了。

至此，我们就讲解完成了如何将一行行c++代码如何逐步从一行行代码转变成为一个可执行程序的全过程。

附录，一些常用的GCC指令。

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