chapter14

标签：gcc 编译程序 valgrind chapter14 使用优化

第一题

问题

首先，编写一个名为 null.c 的简单程序，它创建一个指向整数的指针，将其设置为NULL，然后尝试对其进行释放内存操作。把它编译成一个名为 null 的可执行文件。当你运行这个程序时会发生什么？

自己写的

输出如下：

无任何输出或错误提示。

第二题

问题

接下来，编译该程序，其中包含符号信息（使用-g 标志）。这样做可以将更多信息放入可执行文件中，使调试器可以访问有关变量名称等的更多有用信息。通过输入 gdb null，在调试器下运行该程序，然后，一旦 gdb 运行，输入 run。gdb 显示什么信息？

补充：

gcc 的 -g 标志

gcc 的 -g 标志用于在编译时生成调试信息，这些调试信息可以帮助在程序崩溃或出现错误时使用调试器（如 gdb）进行调试。使用 -g 标志时，编译器会将符号信息和源代码行号等调试信息嵌入到可执行文件中，这样你就可以更方便地跟踪程序的执行情况。

使用方法：

在使用 gcc 编译源代码时，加入 -g 标志即可：
```
gcc -g -o output_program source_file.c
```
- -g 会在编译过程中将调试信息添加到可执行文件中。
- -o output_program 是指定输出文件的名称。
- source_file.c 是你的源代码文件。
编译完成后，你可以使用调试器（如 gdb）进行调试：
```
gdb ./output_program
```
调试时，调试器会使用 -g 标志生成的调试信息，显示源代码、变量值等调试信息，帮助定位问题。
gcc 的 -o 标志（小写的o）

gcc 的 -o 标志用于指定输出文件的名称。默认情况下，gcc 编译器将生成一个名为 a.out 的可执行文件，但使用 -o 标志可以自定义输出文件的名称。

语法：
```
gcc [源文件] -o [输出文件名]
```
gcc 的 -O 标志（大写的O）

gcc 的 -O 标志用于启用优化，目的是通过编译器优化代码来提高程序的运行效率。-O 后面可以跟不同的数字，以表示不同级别的优化。优化级别的选择影响编译过程的时间、生成的代码的执行效率以及可执行文件的大小。

-O 标志的使用：
- -O0（默认值）：不进行优化。
  
  这是编译器的默认行为，适用于调试阶段，编译速度快，生成的代码没有经过优化，便于调试。
```
gcc -O0 source_file.c -o output_program
```
- -O1：进行基本优化。
  
  启用一些基本的优化，提升程序的性能，同时不会显著增加编译时间。适用于一般情况下的优化。
```
gcc -O1 source_file.c -o output_program
```
- -O2：进行更高级的优化。
  
  启用更强的优化手段（例如删除不必要的代码、优化循环等），可以显著提高程序的运行效率，编译时间会相对较长。
```
gcc -O2 source_file.c -o output_program
```
- -O3：进行最大化优化。
  
  启用所有 -O2 的优化，并进一步进行更多的优化，目的是提高程序的性能，适用于对性能要求极高的程序。编译时间和生成的代码大小都会增加。
```
gcc -O3 source_file.c -o output_program
```
- -Os：优化代码大小。
  
  进行优化以减少程序的大小，而不是最大化执行速度。这在内存受限的环境中非常有用（例如嵌入式系统）。
```
gcc -Os source_file.c -o output_program
```
- -Ofast：进行快速优化。
  
  启用所有的 -O3 优化，并且还启用一些可能不符合标准的优化，进一步提高程序的执行速度。
```
gcc -Ofast source_file.c -o output_program
```
总结：
- -O0：不进行优化，适合调试。
- -O1：基本优化，编译速度较快。
- -O2：更强的优化，适合大多数应用。
- -O3：最大化优化，提升性能但增加编译时间和文件大小。
- -Os：优化程序大小，适用于内存限制的环境。
- -Ofast：最大化性能优化，适合对速度要求极高的情况。