Компиляция!

Компиляция относится к обработке файлов исходного кода (.c, .cc, или .cpp) и создании объектных файлов проекта. На этом этапе не создается исполняемый файл. Вместо этого компилятор просто транслирует высокоуровневый код в машинный язык. Например, если вы создали (но не скомпоновали) три отдельных файла, у вас будет три объектных файла, созданные в качестве выходных данных на этапе компиляции. Расширение таких файлов будет зависеть от вашего компилятора, например *.obj или *.o. Каждый из этих файлов содержит машинные инструкции, которые эквивалентны исходному коду. Но вы не можете запустить эти файлы! Вы должны превратить их в исполняемые файлы операционной системы, только после этого их можно использовать. Вот тут за дело берётся компоновщик.

Компоновка!

Из нескольких объектных файлов создается единый исполняемый файл. На этом этапе полученный файл является единственным, а потому компоновщик будет жаловаться на найденные неопределенные функции. На этапе компиляции, если компилятор не мог найти определение для какой-то функции, считается, что функция была определена в другом файле. Если это не так, компилятор об этом знать не будет, так как не смотрит на содержание более чем одного файла за раз. Компоновщик, с другой стороны, может смотреть на несколько файлов и попытаться найти ссылки на функции, которые не были упомянуты.

Вы спросите, почему этапы компиляции и компоновки разделены. Во-первых, таким образом легче реализовать процесс построения программ. Компилятор делает свое дело, а компоновщик делает свое дело — посредством разделения функций, сложность программы снижается. Другим (более очевидным) преимуществом является то, что это позволяет создавать большие программы без необходимости повторения шага компиляции каждый раз, когда некоторые файлы будут изменены. Вместо этого, используется так называемая «условная компиляция». То есть объекты составляются только для тех исходных файлов, которые были изменены, для остальных, объектные файлы не пересоздаются. Тот факт, что каждый файл компилируется отдельно от информации, содержащейся в других файлах, существует благодаря разделению процесса построения проекта на этапы компиляции и компоновки.

Интегрированная среда разработки (IDE) эти два этапа берёт на себя и вам не стоит беспокоиться о том, какие из файлов были изменены. IDE сама решает,когда создавать объекты файлов, а когда нет.

Зная разницу между фазами компиляции и компоновки вам будет намного проще находить ошибки в своих проектах. Компилятор отлавливает, как правило, синтаксические ошибки — отсутствие точки с запятой или скобок. Если вы получаете сообщение об ошибке, множественного определения функции или переменной, знайте, вам об этом сообщает компоновщик. Эта ошибка может означать только одно, что в нескольких файлах проекта определены одна и та же функция или переменная.

Исправление ошибок компиляции — процесс компиляции

Это ваша первая программа на C (или C++) — она не такая уж большая, и вы собираетесь скомпилировать ее. Вы нажимаете на compile (или вводите команду компиляции) и ждете. Ваш компилятор выдает пятьдесят строк текста.

Типы ошибок компиляции

Во-первых, давайте различать типы ошибок. Большинство компиляторов покажет три типа предупреждений во время компиляции:

• предупреждения компилятора;

• ошибки компилятора;

• ошибки компоновщика.

Хоть вы и не хотите игнорировать их, предупреждения компилятора не являются чем-то достаточно серьезным, чтобы не скомпилировать вашу программу. Как правило, предупреждения компилятора — это признак того, что что-то может пойти не так во время выполнения. Как компилятор узнает об этом? Вы, должно быть делали типичные ошибки, о которых компилятор знает. Типичный пример — использование оператора присваивания = вместо оператора равенства == внутри выражения. Ваш компилятор также может предупредить вас об использовании переменных, которые не были инициализированы и других подобных ошибках. Как правило, вы можете установить уровень предупреждений вашего компилятора — я устанавливаю его на самый высокий уровень, так что предупреждения компилятора не превращаются в ошибки в выполняемой программе (“ошибки выполнения”).

Тем не менее, предупреждения компилятора не должны останавливать работу вашей программы (если только вы не укажете компилятору рассматривать предупреждения как ошибки), так что они, вероятно, не так серьезны как ошибки.

Ошибки — это условия, которые препятствуют завершению компиляции ваших файлов.

Ошибки компилятора ограничены отдельными файлами исходного кода и являются результатом “синтаксических ошибок”. На самом деле, это означает, что вы сделали что-то, что компилятор не может понять. Например, выражение for(;) синтаксически не правильно, потому что цикл всегда должен иметь три части. Хотя компилятор ожидал точку с запятой, он мог также ожидать условное выражение, поэтому сообщение об ошибке, которое вы получите может быть что-то вроде:

line 13, unexpected parenthesis ‘)’

Заметьте, что ошибки компилятора всегда будут включать номер строки, в которой была обнаружена ошибка.

Даже если вы прошли процесс компиляции успешно, вы можете столкнуться с ошибками компоновщика. Ошибки компоновщика, в отличие от ошибок компилятора, не имеют ничего общего с неправильным синтаксисом. Вместо этого, ошибки компоновщика — это, как правило, проблемы с поиском определения функций, структур, классов или глобальных переменных, которые были объявлены, но не определены, в файле исходного кода. Как правило, эти ошибки будут иметь вид:

could not find definition for X

Как правило, процесс компиляции начинается с серии ошибок компиляции и предупреждений и, исправив их, вы столкнетесь с ошибками компоновщика. В свою очередь, я бы сначала исправлял ошибки компиляции, а затем ошибки компоновщика.

Ошибки компилятора — с чего начать?

Если вы столкнулись с перечнем пятидесяти или шестидесяти ошибок и предупреждений, то будет сложно определить с чего начать. Самое лучшее место, тем не менее, в начале списка. В самом деле, вы почти никогда не начинаете исправлять ошибки от конца файла до его начала по одной простой причине: вы не знаете ошибки ли они на самом деле!

Одна ошибка в верхней части вашей программы может вызвать целый ряд других ошибок компилятора, потому что эти строки могут рассчитывать на что-то в начале программы, что компилятор не смог понять. Например, если вы объявляете переменную с неправильным синтаксисом, компилятор сообщит о синтаксических ошибках, и что он не может найти объявление для переменной. Точка с запятой, поставленные не в том месте, могут привести к огромному количеству ошибок. Это происходит, потому что синтаксис C и C++ синтаксис позволяет объявить тип сразу же после его определения:

1 2 3 4 5

struct {    int x;    int y; } myStruct;

код создаст переменную, MyStruct, с местом для хранения структуры, содержащей два целых числа. К сожалению, это означает, что если вы опустите точку с запятой, компилятор будет интерпретировать это так, как будто следующая вещь в программе будет структурой (или возвращает структуру).

Что-то вроде этого:

1 2 3 4 5 6 7 8

struct MyStructType {    int x;    int y; }   int foo() {}

может привести к огромному количеству ошибок, возможно, включая сообщения:

extraneous ‘int’ ignored

Все это из-за одного символа! Лучше всего начать с самого верха.

 Анализ сообщения об ошибке

Большинство сообщений от компилятора будет состоять как минимум из четырех вещей:

1. тип сообщения — предупреждение или ошибка;

2. исходный файл, в котором появилась ошибка;

3. строка ошибки;

4. краткое описание того, что работает неправильно.

Вывод g++ для указанной выше программы может выглядеть следующим образом (ваши результаты могут отличаться, если вы используете другой компилятор):

foo.cc:7: error: semicolon missing after struct declaration

foo.cc это имя файла. 7 — номер строки, и ясно, что это ошибка. Короткое сообщение здесь весьма полезно, поскольку оно показывает именно то, что не правильно. Заметим, однако, что сообщение имеет смысл только в контексте программы. Оно не сообщает, в какой структуре не хватает запятой.

Более непонятным является другое сообщение об ошибке из той же попытки компиляции:

extraneous ‘int’ ignored

Программист должен выяснить, почему это произошло. Обратите внимание еще раз, что эта ошибка была вызвана проблемой в начале программы, не в строке 8, а раньше, когда в структуре не хватает точки с запятой. К счастью, понятно, что определение функции для foo было в порядке, это говорит нам о том, что ошибка должна быть где-то в другом месте программы. На самом деле, она должна быть в программе раньше — вы не будете получать сообщение об ошибке, которое указывает на синтаксическую ошибку до строки, на которой ошибка на самом деле произошла.

Это руководящий принцип вычисления ошибок компилятора: если сомневаетесь, посмотрите в программе раньше. Так как синтаксические ошибки могут позже иметь серьезные последствия, вполне возможно, что компилятор указывал номер строки, в которой на самом деле не было синтаксической ошибки!

Будет гораздо хуже, если компилятор не будет сообщать вам, что произошло ранее в программе. Даже первая ошибка компилятора, которую вы получите, может быть связана с несколькими строками  до указанного предупреждения.