C++学习：C++是如何运行的

C++ 是一种强类型的编程语言，支持面向对象、泛型和低级内存操作。它的工作机制包括从编写源代码到生成可执行文件的一系列步骤。C++与文件无关，文件只是容纳运行内容的载体，需要对文件以目标系统的规则编译后，才能在目标系统中运行。

预处理

在编译之前，预处理器会处理源代码中的预处理指令（例如 #include、#define 等）。预处理器会执行以下操作：

文件包含：处理 #include 指令，将头文件内容插入到源文件中，可被理解是一种简单复制。

例如，在test.h中只写一个 } ，此时下面两种情况的结果是一致的，“#include”只是将目标文件的代码粘贴在当前代码中，并不会做其他任何操作。

宏替换：处理 #define 指令，替换宏定义，即将关键词替换为指定内容。

下图中，可以使用“INTEGER”代替“int”，编译运行正确，这是因为，在编译之前，即预处理时，“INTEGER”就已经被替换为“int”了，因此编译器根本就不知道"INTEGER"的存在，也就不会发生编译错误。

条件编译：处理 #if、#ifdef、#ifndef 等指令，控制哪些部分的代码会被编译。

“#if 0”代表禁用，即不会被编译器编译。

“#ifdef”代表如果宏定义了某个参数，则执行内部的代码，否则跳过。

“#ifndef”代表如果没有宏定义某个参数，则执行内部的代码，否则跳过。

预处理的结果是一个纯粹的 C++ 源代码文件，没有任何预处理指令。

编译

编译器将预处理后的 C++ 源代码转换为目标代码（通常是机器码）。

语法分析：检查代码的语法是否正确。
语义分析：检查代码的语义是否正确（例如类型检查）。
代码生成：生成目标代码，即机器码。

编译的输出通常是一个或多个目标文件( .obj 或 .o文件）。

链接

为了便于维护和程序的简洁性，需要在多个cpp文件中对用户自定义的各种函数进行定义，此时就需要使用链接器将目标文件和库文件链接在一起，生成最终的唯一的可执行文件（.exe）。链路器会检查执行程序内需要使用的外部函数，即不在本文件内被声明定义的函数。然后将他们与被执行程序链接在一起。于是，在执行程序时，如果遇到了本文件内无声明定义的函数，就可以根据链接找到对应的文件里调用执行了。

在链接时，并不是将所有cpp文件都与被执行程序链接。如果被执行程序中，没有使用这个外部函数，它就不会将这个函数链接进来。一个例外是，在被执行的程序中，如果这个函数在另一个被声明的函数体里，则即便它没有被使用，也会被链接。这是因为即便这个文件不使用这个函数，链接器不能确定其他文件里不会使用它，所以会被链接。

如下图所示，log.h中声明和定义了函数log，在主函数中将log嵌套在另一个函数printfunc中。如果不包含头文件log.h，则会报错：log未被声明。这其实很奇怪：因为我们注释了printfunc，即在主函数中不使用它，也就不使用log函数，但它依然会在链接时报错（link error），原因是不确定其他翻译单元使用printfunc函数。