C/C++工程项目

通常一个项目难以通过单个文件完成，使用多个文件进行代码编写可以帮助组织起复杂的代码结构，组织一个工程项目是一个困难的过程。

编译过程

首先回顾C语言中可执行文件的编译过程，

预处理

源代码首先通过预处理操作，将那些预处理指令（以#开头的指令）进行文本替换，并将注释去掉，最终生成一个不包含预处理指令的代码文件（#pragma将会保留），这个文件在Windows上是一个.i文件。

编译

随后将调用编译器对.i文件进行编译，将代码转换为汇编指令，该文件通常是.s后缀，注意编译的对象编译单元，即那些经过预处理后的.c/.cpp文件，而头文件是不是一个编译单元。

汇编

汇编指令随后会由汇编器（而不是编译器）进行汇编，转换为二进制（/十六进制）的机器指令，生成.o（.obj）文件，汇编的过程和目标机器的指令集和操作系统有关。

链接

此时生成的机器指令还包括一些未知的函数，也就是写代码时引用的那些库函数，这些函数的具体执行过程存放在链接库中，链接器将会把链接库和和汇编成的.o文件进行链接，生成可执行文件，链接的类型分为了静态链接和动态链接。

工程分类与链接

C/C++工程大致可以分为两类：应用程序和链接库

应用程序是那些可以直接运行的软件，比如初学C语言时用到的控制台应用程序，在Windows平台中是那些.exe文件。

链接库是那些封装起来的，提供给应用程序使用的东西，比如.lib，.dll文件，在编译过程中将会链接到应用程序上，或静态链接或动态链接。

大部分工程的目的是编写一个应用程序，其编译过程中的许多部分在C语言学习中会比较熟悉，而链接的部分很少接触到，接下来将会给出一个链接的例子。

在最简单的HelloWorld程序中使用到了printf()函数，这个函数需要引用标准库stdio.h，在Visual Studio中可以右键查找该函数的定义，此时会找到这串代码

而printf()函数的实现却没有，因为其实现被放到了链接库ucrtbased.dll（windows平台）中，在Visual Studio中运行如下代码

#include <stdio.h>

int main() 
{
    printf("Hello,World");
    return 0;
}

在输出窗口中选择输出来源为调试将会出现如下提示

其中就有ucrtbased.dll被加载到exe程序中。

这是exe程序动态链接到了ucrtbased.dll文件，如果修改项目配置，在Visual Studio中选择解决方案右键进入属性，在\配置属性\链接器\输入中找到“忽略所有默认库”，选择为是（/NODEFAULTLIB），此时模拟了链接器未工作的情况，然后重新生成，将会输出以下链接错误

此时最简单的HelloWorld程序也无法生成成功。

工程配置

对于一个工程，以下配置几乎是必须的（名称为Visual Studio中的说法）：

目标CPU架构

包含目录

即头文件目录，在Visual Studio中分为了包含目录，外部包含目录，附加包含目录，含义类似，第三方库通常会包含一些头文件，使用这个以便于在项目中#include头文件

库文件目录

即链接库的目录，大部分第三方库除了头文件还需要配置lib文件目录才可以正常使用。

附加依赖项

链接库的名字，Visual Studio将会在库文件目录中自动查找这些文件。

预处理宏

编译开始时为项目添加的全局宏，如Visual Studio自动生成的项目中，会在Debug模式，生成应用程序时，默认添加_DEBUG，_CONSOLE两个宏，在Release模式中添加NDEBUG，_CONSOLE两个宏，在解决方案属性中\配置属性\C/C++\预处理器中可以找到，结合#ifdef可以提供一些特定功能。

编译选项

提供一些编译功能，如编译优化，调试运行等。

工程调试

任何人编写工程代码都不可能一次编译运行成功，调试对于工程是不可或缺的，对于现代IDE而言，语法错误无需编译即可报出，但是更为常见的错误是那些逻辑错误，学会查看错误报告并使用调试工具进行调试是十分重要的，对于新手而言最常见的是恐惧查看错误报告。

链接错误和语法错误

链接错误从名字就可以看出来，是在链接过程发生的错误，发生这种错误的时候还来不及进入调试工具，程序无法运行。

最为常见的链接错误是error LINK 2019 函数“function*”中引用的未解析的外部符号“*symbol”，发生原因一般是链接库没有正确链接上，需要先查看报错的函数或变量，也就是 *symbol，找到其对应的第三方库，将其重新链接。

语法错误通常很好解决，但在C++中有一类错误很难寻找，即当使用C++标准库的容器时，会发生模板错误，发生时会报一串就像乱码的错误，并在命令行输出很长的一段话，明明自己的代码只有不到十行，报错行数却在几百行，就像下图一样，

这种错误是由于C++标准容器使用了模板的技术，该技术简而言之是通过代码生成代码，即预先写出生成代码的规则，在编译时根据规则自动生成代码，然后再进行编译，由于在编译前会生成额外的代码，导致编译器看到的代码比我们写的更多，报错行数是根据模板技术生成后的代码显示的，自然报错位置不多，并且由于生成的代码并不存在于我们编写的代码上，也不会对其进行显示，此时编译器虽然知道生成的代码发生了错误，但这是模板代码发生的错误，并不知道发生的具体原因，只能将模板生成的步骤全部显示出来，即上面第二张图表示的，

此时查找错误可以通过报错文件，找到发生错误的容器，再寻找最近编写的关于这个容器的代码，如下图报错的代码图中的std::unordered_map部分

报错原因是unordered_map需要计算哈希值，但并不支持计算std::vector类型的哈希值。

调试工具

C/C++项目一般使用GDB程序进行调试，在IDE中也集成了GDB的调试功能，可以方便的可视化调试，调试时首先需要在Debug模式下，Release模式下会对代码进行优化，使生成的代码并不是原来编写的代码。

对于Visual Studio的调试工具使用，推荐学习Microsotf的官方文档调试器文档 - Visual Studio (Windows) | Microsoft Learn，对于不同的IDE，调试工具的位置不尽相同，但调试方法都类似，无外乎中断程序运行，查看当前内存状况（如变量和调用堆栈），检查运行情况。

编写代码中遇到的错误千奇百怪，通过调试工具也无法完美去除所有错误，调试过程也十分枯燥，常常一个bug改大半天，但成功修复bug的成就感也无与伦比，调试工具和累积的Debug经验将是你调试的重要依靠，但也需要他人的帮助，在StackOverflow上搜索并提问可以帮助你尽快解决问题，但耐心永远是最重要的。