前言

由于经常接触编译期，运行期，链接期，在此简单记录C++从源代码到可执行文件的过程

🧩 1. 预处理阶段（Preprocessing）

时机：编译前，由预处理器执行
任务：

  • 处理 #include, #define, #ifdef 等指令
  • 宏展开、条件编译、文件合并

结果：生成一个单一的、纯 C++ 源码文件（无宏、无包含指令）。

✍️ 我的思考：
我们熟悉的头文件插入就是在这里完成的。

🛠️ 2. 编译阶段（Compilation）

时机：预处理后，由编译器执行
任务：

  • 语法分析、语义检查（如类型检查）
  • 每个 .cpp 文件编译为目标文件（.o 或 .obj）
  • 生成机器指令，但尚未解析符号

结果：每个源文件变成一个目标文件

关键词：编译期错误（如语法错误、类型不匹配）

✍️ 我的思考：
类似于对代码做一遍检查，在把代码整理成指令串的同时看看有没有错误。
例如，对没有虚函数的类进行`dynamic_cast`就会在这里报错

🔗 3. 链接阶段（Linking）

时机：编译完成后，由链接器执行
任务：

  • 合并多个目标文件为一个可执行程序
  • 解析函数/变量符号地址
  • 链接标准库、用户库

结果：生成可执行文件（如 .exe 或无扩展名的程序）

关键词：链接错误（如 undefined reference）

✍️ 我的思考：
出现同名类/错误定义导致找不到类的时候就会报错
相当于顺着编译后给出的“指令”执行，却无法找到正确的路
如果声明函数，但不定义，就会产生这种结果

🚀 4. 运行时阶段（Runtime / Execution）

时机：程序启动后，由操作系统加载器和 CPU 执行
任务：

  • 加载程序到内存
  • 初始化全局/静态对象
  • 执行 main() 函数
  • 处理内存、控制流、异常等
  • 处理 typeid, dynamic_cast 等操作，借助编译器生成的类型信息表工作
    关键词：运行时错误（如除以零、空指针访问）
    ✍️ 我的思考：
    经典错误：数组越界/指针越界以及错误的折构等等

🧹 5. 程序终止阶段（Termination / Destruction）

时机：main() 退出或程序结束时
任务：

  • 调用 atexit() 注册的函数
  • 析构全局和静态对象
  • 回收资源（内存、文件等）
✍️ 我的思考：
`atexit()`主要在IO操作里面使用
非new的内存存在栈中，在这个时候被按顺序回收

✅ 整体流程图

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源码.cpp
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[预处理] ──> .i 文件（纯C++展开文件）
   │
   ▼
[编译] ──> .o 或 .obj 文件（机器码片段）
   │
   ▼
[链接] ──> 可执行文件（如 .exe）
   │
   ▼
[运行时] ──> 加载 → 初始化 → 执行 main() → 程序逻辑
   │
   ▼
[终止] → 析构清理

❗ 各阶段常见错误类型对照表

阶段 错误类型 示例
预处理 宏未定义、文件缺失 #include "xxx.h" 找不到文件
编译 语法/类型错误 int x = "abc";
链接 符号未定义等 undefined reference to 'foo'
运行时 空指针、除零等 segmentation fault, abort()
RTTI 类型转换失败 dynamic_cast 抛出 std::bad_cast