网站免费建站众享星球,公司网站免费自建,域名注册 网站建设 好做吗,wordpress动漫小人2019解开缺省参数与函数重载的衣裳 代码是如何由编译器变为可执行文件#xff1f;预处理 -编译-汇编-链接预处理编译汇编链接 语法了解缺省参数语法实践语法探究函数重载语法实践语法探究结语 本期和大家一起探究C中的缺省函数与重载函数的语法说明与汇编过程代码是如… 解开缺省参数与函数重载的衣裳 代码是如何由编译器变为可执行文件预处理 -编译-汇编-链接预处理编译汇编链接 语法了解缺省参数语法实践语法探究函数重载语法实践语法探究结语 本期和大家一起探究C中的缺省函数与重载函数的语法说明与汇编过程代码是如何由编译器变为可执行文件
预处理 -编译-汇编-链接
代码在由编译器变为可执行文件时要经过编译和链接在这两个大过程其中编译又可分为预处理编译汇编三个过程。
预处理
在预处理阶段源文件和头文件会被处理为.i为后缀的文件在gcc环境中将test.c预处理为test.i的命令如下
gcc -E test.c -o test.i预处理的规则如下
将所有的#define删除同时展开所有宏定义处理所有的条件编译指令如:#if , #ifdef , #elif , #else , #endif处理#include预编译指令将包含的头文件内容插入到该预编译指令的位置这个过程是递归实现的所以说被包含的头文件也可能包含其他的文件删除所有注释添加行号和文件名标识方便后续编译器生成调试信息保留所有的#pragma的编译器指令编译器后续会使用
编译
编译是将预处理后的文件进行词法分析、语法分析、语义分析及优化检查语法后生成汇编代码也就是.s文件 gcc中命令如下
gcc -S test.i -o test.s汇编
汇编器是将汇编代码转转变成机器可执⾏的指令每⼀个汇编语句⼏乎都对应⼀条机器指令所以在汇编就是将汇编码转成二进制机器码 gcc中指令如下
gcc -c test.s -o test.o链接
链接是将一堆文件链接到一起生成可执行文件其主要过程包括地址和空间分配符号决议和重定位等这些步骤。解决了一个项目多文件多模块之间相互调用的问题。 在了解 预处理 -编译-汇编-链接 过程之后我们来以缺省参数与函数重载来实践性的了解了解。 语法了解
缺省参数
概念缺省参数是声明或定义时为函数的参数指定一个缺省值默认值在调用函数值若没有指定实参则采用该形参的缺省值否则使用指定的实参。 注意
半缺省参数缺省值必须从右往左给出不能间隔着给。当函数的声明与定义分离时缺省值以该文件声明时的为主若在同一文件下则只能声明。缺省值必须是常数或者全局变量。C语言不支持。
语法实践
参考代码如下
#includeiostreamint add(int a 0, int b 1)
{return a b;
}int main()
{std::cout add() std::endl;std::cout add(2) std::endl;std::cout add(2,2) std::endl;return 0;
}根据上述代码我们可以看到当我们使用add函数时
在全无实参的情况下形参a,b使用缺省值所以输出结果应为1 (01);在只有一个实参的情况下传值从左到右唯一的实参1传给了ab继续使用缺省值所以输出结果应为3 (21);在实参都没缺少的的时候就相当于普通的函数实现一般所以输出结果应为4 (22); 测试结果如下
语法探究
我们可以看到如下定义的函数参数为全缺省参数
int add(int a 0, int b 1)
{return a b;
}我们再来看看在main函数中调用该函数语句的汇编码如下 add();
00801AC1 push 1
00801AC3 push 0
00801AC5 call add (0801375h)
00801ACA add esp,8 add(2);
00801ACD push 1
00801ACF push 2
00801AD1 call add (0801375h)
00801AD6 add esp,8 add(2,2);
00801AD9 push 2
00801ADB push 2
00801ADD call add (0801375h)
00801AE2 add esp,8 我们可以看到由于栈的特性在缺少实参时向栈中压入的缺省参数是由右到左的。 以add()为例先push 1 即b1在push 0 即a0 这是否就可以间接地解释为什么半缺省参数缺省值必须从右往左给出不能间隔着给 在调用函数时所开辟的栈帧中先传参在调用在缺少实参时就向栈中压入(push)缺省值然后再调用add函数。 我们再来想想为什么当函数的声明与定义分离时push的缺省值以该文件声明时的为主 这就不得不来看看编译阶段了。 在编译阶段首先扫描器会对代码进行词法分析将代码中的字符分割为一系列的记号关键字、标识符、字⾯量、特殊字符等接下来语法分析器将对扫描产⽣的记号进⾏语法分析从⽽产⽣语法树。由语义分析器来完成语义分析即对表达式的语法层⾯分析这个阶段会报告错误的语法信息。 如果声明与定义分离例如将add函数定义在test.cc中而add函数的声明在C语言是最好的语言.cpp中 我们先来看看两段有意思的运行代码 1.在不同文件下函数的声明与定义分离缺省值以该文件声明时的为主。 2.在同一文件下函数的声明与定义分离缺省值只能在声明中。 看着这两组图片我不禁陷入沉思为什么会是这样的运行结果呢 对于第一种情况不同文件下函数的声明与定义分离编译器并不是对整个项目组同时一起进行检查而是对每个文件进行检查即每个文件独立检查所以在第一种情况下test.cc的add函数中可以理解为函数的声明和定义并没有分离,而在C语言是最好的语言.cpp中,可以看做add函数只是做了声明。而在后续调用该函数进行计算时能够运行,是因为编译器。在进行了。编译和汇编之后生成了与机器指令对应的汇编码编译器将一个项目的多个文件链接在一起生成可执行程序所以才有了如图的输出结果。而对于第二种情况在同一文件下缺省值在函数的声明与定义中同时定义所以在编译阶段的语法检查时就直接报错并且中断了程序。 如下图就是一个add函数的调用过程
函数重载
概念函数重载是一种特殊的情况C允许在同一作用域中声明几个功能不同函数名相同但是要求形参类型或个数或类型顺序不同。 实践作用常用来处理功能类似数据类型不同的问题。
语法实践
参考代码如下
#includeiostreamint add(int a, int b)
{return a b;
}double add(double a, double b)
{return a b;
}double add(double a, int b)
{return a b;
}int main()
{std::cout add(2.2,2.2) std::endl;std::cout add(2,2) std::endl;std::cout add(2.2,2) std::endl;return 0;
}根据上述代码我们可以看到当我们使用add函数时
当两个实参为2.2时调用double add(double a, double b)返回4.4当两个实参为2时调用int add(int a, int b)返回4当一个实参为2.2另一个实参为2时调用double add(double a, int b)返回4.2
测试结果如下
语法探究 对于一个同名文件为什么可以通过参数的不同来进行调用呢编译器又是如何区分的呢 面对着这两个问题我不经陷入沉思于是打开了我的Linux来对其一趟究竟。
我们依旧使用上一个举例的代码。 输入Linux指令
g -S explore.cc -o explore.s得到汇编码如下 .file explore.cc.local _ZStL8__ioinit.comm _ZStL8__ioinit,1,1.text.globl _Z3addii.type _Z3addii, function
_Z3addii:
.LFB971:.cfi_startprocpushq %rbp.cfi_def_cfa_offset 16.cfi_offset 6, -16movq %rsp, %rbp.cfi_def_cfa_register 6movl %edi, -4(%rbp)movl %esi, -8(%rbp)movl -8(%rbp), %eaxmovl -4(%rbp), %edxaddl %edx, %eaxpopq %rbp.cfi_def_cfa 7, 8ret.cfi_endproc
.LFE971:.size _Z3addii, .-_Z3addii.globl _Z3adddd.type _Z3adddd, function
_Z3adddd:
.LFB972:.cfi_startprocpushq %rbp.cfi_def_cfa_offset 16.cfi_offset 6, -16movq %rsp, %rbp.cfi_def_cfa_register 6movsd %xmm0, -8(%rbp)movsd %xmm1, -16(%rbp)movsd -8(%rbp), %xmm0addsd -16(%rbp), %xmm0movsd %xmm0, -24(%rbp)movq -24(%rbp), %raxmovq %rax, -24(%rbp)movsd -24(%rbp), %xmm0popq %rbp.cfi_def_cfa 7, 8ret.cfi_endproc
.LFE972:.size _Z3adddd, .-_Z3adddd.globl _Z3adddi.type _Z3adddi, function
_Z3adddi:
.LFB973:.cfi_startprocpushq %rbp.cfi_def_cfa_offset 16.cfi_offset 6, -16movq %rsp, %rbp.cfi_def_cfa_register 6movsd %xmm0, -8(%rbp)movl %edi, -12(%rbp)cvtsi2sd -12(%rbp), %xmm0addsd -8(%rbp), %xmm0movsd %xmm0, -24(%rbp)movq -24(%rbp), %raxmovq %rax, -24(%rbp)movsd -24(%rbp), %xmm0popq %rbp.cfi_def_cfa 7, 8ret.cfi_endproc
.LFE973:.size _Z3adddi, .-_Z3adddi.globl main.type main, function
main:
.LFB974:.cfi_startprocpushq %rbp.cfi_def_cfa_offset 16.cfi_offset 6, -16movq %rsp, %rbp.cfi_def_cfa_register 6subq $16, %rspmovabsq $4612136378390124954, %rdxmovabsq $4612136378390124954, %raxmovq %rdx, -8(%rbp)movsd -8(%rbp), %xmm1movq %rax, -8(%rbp)movsd -8(%rbp), %xmm0call _Z3addddmovsd %xmm0, -8(%rbp)movq -8(%rbp), %raxmovq %rax, -8(%rbp)movsd -8(%rbp), %xmm0movl $_ZSt4cout, %edicall _ZNSolsEdmovl $_ZSt4endlIcSt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIT_T0_ES6_, %esimovq %rax, %rdicall _ZNSolsEPFRSoS_Emovl $2, %esimovl $2, %edicall _Z3addiimovl %eax, %esimovl $_ZSt4cout, %edicall _ZNSolsEimovl $_ZSt4endlIcSt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIT_T0_ES6_, %esimovq %rax, %rdicall _ZNSolsEPFRSoS_Emovabsq $4612136378390124954, %raxmovl $2, %edimovq %rax, -8(%rbp)movsd -8(%rbp), %xmm0call _Z3adddimovsd %xmm0, -8(%rbp)movq -8(%rbp), %raxmovq %rax, -8(%rbp)movsd -8(%rbp), %xmm0movl $_ZSt4cout, %edicall _ZNSolsEdmovl $_ZSt4endlIcSt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIT_T0_ES6_, %esimovq %rax, %rdicall _ZNSolsEPFRSoS_Emovl $0, %eaxleave.cfi_def_cfa 7, 8ret.cfi_endproc
.LFE974:.size main, .-main.type _Z41__static_initialization_and_destruction_0ii, function
_Z41__static_initialization_and_destruction_0ii:
.LFB981:.cfi_startprocpushq %rbp.cfi_def_cfa_offset 16.cfi_offset 6, -16movq %rsp, %rbp.cfi_def_cfa_register 6subq $16, %rspmovl %edi, -4(%rbp)movl %esi, -8(%rbp)cmpl $1, -4(%rbp)jne .L9cmpl $65535, -8(%rbp)jne .L9movl $_ZStL8__ioinit, %edicall _ZNSt8ios_base4InitC1Evmovl $__dso_handle, %edxmovl $_ZStL8__ioinit, %esimovl $_ZNSt8ios_base4InitD1Ev, %edicall __cxa_atexit
.L9:leave.cfi_def_cfa 7, 8ret.cfi_endproc
.LFE981:.size _Z41__static_initialization_and_destruction_0ii, .-_Z41__static_initialization_and_destruction_0ii.type _GLOBAL__sub_I__Z3addii, function
_GLOBAL__sub_I__Z3addii:
.LFB982:.cfi_startprocpushq %rbp.cfi_def_cfa_offset 16.cfi_offset 6, -16movq %rsp, %rbp.cfi_def_cfa_register 6movl $65535, %esimovl $1, %edicall _Z41__static_initialization_and_destruction_0iipopq %rbp.cfi_def_cfa 7, 8ret.cfi_endproc
.LFE982:.size _GLOBAL__sub_I__Z3addii, .-_GLOBAL__sub_I__Z3addii.section .init_array,aw.align 8.quad _GLOBAL__sub_I__Z3addii.hidden __dso_handle.ident GCC: (GNU) 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-44).section .note.GNU-stack,,progbits 汇编码虽然有点长但是我们可以看到在Linux下采用g编译完成后函数名字的修饰发生改变编译器将函数参数类型信息添加到修改后的名字中。 在该例子中代码与修饰后的名字如下 int add(int ,int ) -- _Z3addii
int add(double ,double ) --_Z3adddd
int add(double ,int ) --_Z3adddi所以这就是为什么有函数重载 Linux下g的命名修饰规则 _z 后面接的数字表示函数名字的字符个数 函数名字 从左到右参数类型的依次缩写 这就很好的说明了形参类型或个数或类型顺序不同可以支持函数重载。 同时我们也可以看到Linux下g的命名修饰规则并没有对函数的返回类型进行修饰所以函数的返回类型不同不能理解为函数重载。 结语
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