C++环境与编译器

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labulabo
发表：2025-04-29 16:57:00
修改：2025-04-29 16:57:59

常用编译器

一、基本介绍

  • GCC（GNU Compiler Collection）

    • 由GNU项目开发，历史悠久，最初是GNU C编译器，后来支持C++、Fortran、Go等多种语言。

    • 在Linux和许多Unix系统上是默认编译器。

  • Clang

    • 是LLVM项目的一部分，由苹果、Google等支持，目标是替代GCC，提供更快的编译速度和更好的错误提示。

    • 在macOS上是默认编译器，也可在Linux/Windows使用。

二、主要区别

对比点

GCC

Clang

开发项目

GNU

LLVM

默认平台

Linux（大多发行版）

macOS（Xcode/Command Line Tools）

编译速度

较慢

通常更快

错误提示

信息量大但不够友好

错误提示详细且易懂

兼容性

支持多种平台和架构

也支持多平台，macOS支持最好

代码优化

优化能力强，成熟

近年来优化能力也很强

许可证

GPL

BSD

工具链

和GNU工具链集成（如gdb等）

和LLVM工具链集成（如lldb等）

三、实际开发中的选择

  • 在Linux上，GCC用得最多，但Clang也支持得很好。

  • 在macOS上，推荐用Clang，因为系统头文件和库都是为Clang设计的。

  • 在Windows上，两者都可以用（但MSVC用得更多）。

  • CMake等跨平台工具，可以自由选择GCC或Clang。

四、简单总结

  • GCC = 历史悠久，Linux默认，兼容性好。

  • Clang = 新一代，错误提示友好，macOS默认，编译快。

五、适合谁用？

  • 普通开发者：用默认的编译器就好（Linux用GCC，macOS用Clang）。

  • 需要跨平台/高质量错误提示的开发者：可以优先考虑Clang。

  • 做底层开发、嵌入式等：GCC支持的架构更多。

在实际使用时的命令

g++ 和 clang++ 在大多数日常使用场景下，命令行用法几乎完全一样。只需要把 g++ 换成 clang++，参数和用法都一样。

常见命令对比

需求

g++ 命令

clang++ 命令

编译单个文件

g++ main.cpp -o app

clang++ main.cpp -o app

编译多个文件

g++ a.cpp b.cpp -o app

clang++ a.cpp b.cpp -o app

指定标准

g++ main.cpp -std=c++17 -o app

clang++ main.cpp -std=c++17 -o app

添加头文件路径

g++ main.cpp -I./include -o app

clang++ main.cpp -I./include -o app

添加库文件路径

g++ main.cpp -L./lib -lmylib -o app

clang++ main.cpp -L./lib -lmylib -o app

仅编译为目标文件

g++ -c main.cpp -o main.o

clang++ -c main.cpp -o main.o

生成调试信息

g++ -g main.cpp -o app

clang++ -g main.cpp -o app

优化编译

g++ -O2 main.cpp -o app

clang++ -O2 main.cpp -o app

补充说明

  • g++ 和 clang++ 都是 C++ 编译器的命令行前端，参数设计基本一致，都是遵循 GCC 的风格。

  • 绝大多数 CMake、Makefile、脚本都可以直接把 g++ 替换为 clang++，无需修改参数。

  • 两者都可以编译 C++11/14/17/20/23 等各种标准。

  • 如果你用的是 C 语言，用 gcc 和 clang（同理）。

例子

编译并运行一个 C++ 程序：

g++ main.cpp -o app
./app

或者

clang++ main.cpp -o app
./app

只编译，不链接：

g++ -c main.cpp -o main.o
clang++ -c main.cpp -o main.o

链接多个目标文件：

g++ main.o util.o -o app
clang++ main.o util.o -o app

总结

  • 命令行参数基本一致，随时可以互换。

  • 只有极少数高级参数（如特定优化、诊断参数）会有差异，日常开发不用担心。

个人使用时

我现在用的是M系列芯片的mac，但当我看到大家或者说视频中都在使用gcc所以我就安装了gcc，但是在后续使用中陆陆续续的也都出现了问题，自己一直没有搞明白，对CMake也是一点都不懂，从今天开始突然决定要系统理解一下。还有就是万能头文件无法在clang++中使用。

万能头文件

1. <bits/stdc++.h> 是什么？

  • 这是GCC（g++）专有的一个“万能头文件”，会一次性包含绝大多数 C++ 标准库头文件。

  • 它不是 C++ 标准库的一部分，只在 GCC 下有效，不是跨平台的。

2. Clang++ 支持 <bits/stdc++.h> 吗？

  • 在 macOS 下的 clang++，默认没有这个头文件。

  • 在 Linux 下，如果你用 clang++ 编译器，但用的是 GCC 的库路径（比如 /usr/include/c++/X.Y.Z/bits/stdc++.h），是可以找到的。

  • 在 macOS 下，因为系统用的是 libc++，没有 bits 这个目录，所以会报错 fatal error: 'bits/stdc++.h' file not found。

3. 怎么办？

推荐做法：

  • 不要依赖 <bits/stdc++.h>！

写代码时，按需包含标准头文件，比如：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

  • 这样代码可读性高，移植性好，任何编译器都支持。

如果只是在本地练习想偷懒：

你可以自己写一个类似的头文件，比如叫 my_stdcpp.h，内容如下：

// my_stdcpp.h
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <map>
#include <set>
#include <queue>
#include <stack>
#include <cmath>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
// ...按需添加

然后在你的代码里

#include "my_stdcpp.h"

4. 结论

  • clang++ 没有 <bits/stdc++.h>，建议不用。

  • 按需包含标准库头文件，代码更规范、更通用。

  • 练习时可以自己写一个万能头文件，但不推荐在正式项目里用。

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