1.2.3 按需编译：快速构建变更

假设需要修改主程序输出的字符串，修改后的程序如代码清单1.5所示。

代码清单1.5　ch001/按需编译/main.cpp

#include <iostream>
　
extern int fib25;
　
int main() {
    std::cout << "The 25th item of Fibonacci Sequence is：" << fib25
              << std::endl;
    return 0;
}

然后，重新构建该项目。等等！难道又是几十秒的等待吗？我们根本没有修改slow.cpp，其中计算出的斐波那契数列第25项数值并不会有任何改变。既然如此，为什么不复用上次编译的结果？

复用当然是可行的。程序构建过程并非只涉及编译，还有链接的过程。事实上，在运行编译器的时候，笔者会尽量采用最简单的方式，一步到位生成可执行文件，链接这一步就由编译器隐式地代劳了。

MSVC编译器在编译生成可执行文件的同时，在同一目录下还生成了一些.obj文件，这就是编译生成的目标文件。链接器的作用，就是把这些目标文件链接在一起，解析其中未定义的符号引用[1]。GCC等编译器其实也是一样的，只不过可能并没有将目标文件输出到工作目录中。

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[1]符号一般指函数、变量、类等可被链接的对象的名称。

再回顾一下代码清单1.4，程序中声明了一个外部变量fib25。当编译器编译主程序main.cpp的时候，并不知道这个fib25的变量到底定义在哪里。因此，可以说对fib25的引用就是一个未定义的符号引用。这个未定义的符号引用也会存在于编译器生成的目标文件main.obj中。而编译器编译slow.cpp的时候，则会将fib25 的定义编译到目标文件slow.obj中。最后，链接器会将main.obj与slow.obj两个目标文件链接在一起，从而完成未定义符号fib25的解析。因此，按需编译的关键，就是分别编译各个源程序到目标文件。当源程序发生修改时，只需将变更的源程序重新编译到目标文件，然后重新与其他目标文件链接，如图1.2所示。

图1.2　按需编译示意图

使用MSVC按需构建

MSVC编译器的/c参数，可以使编译器仅将源程序编译为目标文件，而不进行链接过程。

首先，借助该参数将原始的main.cpp和slow.cpp编译好。当然，这一步骤仍然耗时：

> cd CMake-Book\src\漫长等待
> cl /c main.cpp slow.cpp /EHsc
> dir
main.cpp  main.obj  slow.cpp  slow.obj

接着，尝试链接一下刚生成的两个目标文件，看看是否可以生成最终的可执行文件[2]：

> cl main.obj slow.obj
> main.exe
斐波那契数列第25项为：75025

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[2]实际上，link.exe才是MSVC的链接器，但MSVC编译器cl.exe本身支持调用链接器，因此可以直接调用cl.exe来完成链接。

一切正常！下面修改主程序中的输出（实例中通过复制并覆盖来完成修改）并重新编译main.cpp到目标文件：

> copy /Y ..\按需编译\main.cpp main.cpp
> cl -c main.cpp /EHsc

如果读者正跟着我一起实践，应该感受到了main.cpp飞快的编译过程！最后，再次链接两个目标文件，验证我们的变更：

> cl main.obj slow.obj
> main.exe
The 25th item of Fibonacci Sequence is：75025

变更生效了，而且第二次编译也无须漫长的等待。

使用GCC按需构建

构建原理是相通的，因此不同编译器的构建过程也都是相似的，甚至用于编译为目标文件的参数都采用了字母c：

$ cd CMake-Book/src/漫长等待
$ g++ -c main.cpp slow.cpp
$ ls
main.cpp  main.o  slow.cpp  slow.o

不同于Windows平台的.obj文件，Linux中的目标文件一般使用.o作为扩展名。

人生中宝贵的十几秒又消逝了，话不多说，同样修改（实例中通过复制并覆盖的方式修改）并重新编译main.cpp，然后重新链接并测试运行[3]：

$ cp -f ../按需编译/main.cpp ./main.cpp
$ g++ -c main.cpp
$ g++ main.o slow.o
$ ./a.out
The 25th item of Fibonacci Sequence is：75025

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[3]GCC使用的是GNU链接器ld。类似于MSVC编译器，GCC本身也可以调用链接器，因此这里直接通过 GCC编译器完成链接过程。