C 编程/编译基础
在介绍了 C 编程的基本概念之后，现在我们可以简要讨论一下 *编译* 的过程。
像任何编程语言一样，C 本身对于 微处理器 来说是完全无法理解的。它的目的是为人类提供一种直观的方式，以便提供可以轻松转换为机器代码的指令，而机器代码 *是* 微处理器可以理解的。 *编译器* 就是将我们人类可读的源代码转换为机器代码的工具。
对于编程新手来说，这似乎相当简单。一个简单的编译器可能会读取每个源文件，将所有内容翻译成机器代码，然后写出一个可执行文件。这可以工作，但有两个严重的问题。首先，对于一个大型项目，计算机可能没有足够的内存来一次读取所有源代码。其次，如果您更改了一个源文件，您就必须重新编译整个应用程序。
为了解决这些问题，编译器将工作分解成几个步骤。对于每个源文件（每个 .c 文件），编译器会读取文件，读取它通过 #include 指令引用的文件，并将它们翻译成机器代码。这样得到的结果是一个“目标文件”（.o）。在创建了所有目标文件之后，一个“链接器”程序会收集所有目标文件并写出实际的可执行程序。这样，如果您更改了一个源文件，只需要重新编译该文件，然后重新链接应用程序。
在不深入细节的情况下，对编译过程有一个肤浅的理解是有益的。
预处理器提供了包含所谓头文件、宏扩展、条件编译和行控制的功能。这些功能可以通过在代码中插入适当的预处理器 指令 来访问。在编译源代码之前，一个特殊的程序（称为预处理器）会扫描源代码以查找标记（或特殊字符串），并根据特定规则将它们替换为其他字符串或代码。C 预处理器在技术上并不是 C 语言的一部分，而是由编译器软件提供的工具。
所有预处理器指令都以井号 (#) 开头。您可以在 Hello World 程序 中看到一个预处理器指令。例如
#include <stdio.h>
此指令将导致 stdio 头文件包含到您的程序中。其他指令（如 #pragma）控制编译器设置和宏。预处理阶段的结果是一个文本字符串。您可以将预处理器看作一个非交互式的文本编辑器，它会修改您的代码以准备进行编译。预处理器指令的语言与 C 语法无关，因此 C 预处理器也可以独立使用来处理其他类型的文本文件。
此步骤确保代码有效，并将按顺序排列成一个可执行程序。在大多数编译器下，您可能会收到消息或警告，指示您的程序中可能存在问题（例如，一个 条件语句 始终为真或假，等等）。
当在程序中检测到错误时，编译器通常会报告阻止编译的文件名和行号。
编译器会生成源代码的机器代码等效项，可以将其链接到最终程序中。此时，代码本身还不能执行，因为它需要链接才能执行。
在讨论了基础知识之后，需要注意的是，编译是一条“单行道”。也就是说，将 C 源文件编译成机器代码很容易，但“反编译”（将机器代码转换为创建它的 C 源代码）却不容易。用于 C 的反编译器确实存在，但它们生成的代码难以理解，只对 逆向工程 有用。
链接通过集成库和代码，将独立的目标文件组合成一个完整的程序，并生成一个 可执行程序 或一个 库。链接由链接器程序执行，该程序通常是编译器套件的一部分。
此阶段常见的错误是缺少或重复的函数。
对于大型 C 项目，许多程序员选择自动化编译，既是为了减少用户交互需求，也是为了通过只重新编译修改过的文件来加快编译速度。
大多数集成开发环境 (IDE) 都有某种项目管理，这使得这种自动化变得非常容易。但是，项目管理文件通常只能由使用相同集成开发环境的用户使用，因此任何想要修改项目的人都需要使用相同的 IDE。
在类 Unix 系统上，通常使用 make 和 Makefile 来完成同样的任务。Make 是传统的，灵活的，并且作为大多数 Unix 和 GNU 发行版上的标准开发工具之一而可用。
Makefile 被 GNU Autotools 扩展，由 Automake 和 Autoconf 组成，用于使软件在多种类型的机器上可编译、可测试、可翻译和可配置。Automake 和 Autoconf 在其各自的手册中详细描述。
Autotools 通常被认为很复杂，因此开发了各种更简单的构建系统。现在，GNOME 项目 的许多组件现在使用声明式的 Meson 构建系统，它不太灵活，但专注于以简单的方式提供构建系统中最常用的功能。用于用 C 语言编写的程序的其他流行的构建系统包括 CMake 和 Waf。
安装 GCC 后，可以对其进行调用，并列出已编写但尚未编译的 c 源文件。例如，如果文件 main.c 包含在 myfun.h 中描述并在 myfun_a.c 和 myfun_b.c 中实现的函数，那么只需要编写
gcc main.c myfun_a.c myfun_b.c
myfun.h 包含在 main.c 中，但如果它位于单独的头文件目录中，那么可以在“-I”开关之后列出该目录。
在更大的程序中，Makefile 和 GNU make 程序可以将 c 文件编译成以 .o 结尾的中间文件，这些文件可以通过 GCC 链接。
每个目标文件的编译方式通常在 Makefile 中描述，目标文件作为标签以冒号结尾，后面跟着两个空格（制表符通常会导致问题），然后是一个其他文件的列表，这些文件是依赖项，例如 .c 文件和在另一部分中编译的 .o 文件，在下一行，是所需的 GCC 调用。
输入 man make 或 info make 通常会提供有关如何使用 make 和 GCC 的信息。
尽管 GCC 具有很多选项开关，但经常使用的一个选项是 -g，它用于为 gdb 生成调试信息，以使 gdb 能够在单步执行机器代码程序时显示源代码。 gdb 具有一个“h”命令，用于显示其功能，通常用“gdb a.out”启动，如果 a.out 是由 GCC 编译的匿名可执行机器代码文件。