浅谈GCC预编译头技术
浅谈GCC预编译头技术
文/jorge
——谨以此文，悼念我等待MinGW编译时逝去的那些时间。
其 实刚开始编程的时候，我是丝毫不重视编译速度之类的问题的，原因很简单，因为那时我用BASICA。后来一直用到C++ Builder，尽管Borland的广告无时无刻不在吹嘘其编译速度，我却从没有对这个问题上心过，因为心里根本没有“编译速度慢”这种概念。没有坏，哪来好？所谓矛盾的对立统一。遇到的第一个“慢”的编译器也许是javac，但因为Java的特殊性，也就容忍了。真正接触到世间的“恶势力”，还要算是第一次使用GCC的时候……准确地说是MinGW。开源世界曾给我诸多惊喜，其一就是原来编译器也可以这么慢的。那时我不禁对开源社区肃然起敬，他们就用这样的编译器，建立起了怎样一个多彩的世界！也在那时才明白了，Borland其实真的很了不起。
时至今日我也不是很了解Borland是怎么做到的，很久以来也不知道GCC是差在了哪里。然而……有一次心血来潮，忽然想看看 MinGW编译过程中加载的所有头文件。于是用了一下 -H 参数。结果是满意的，加载的头文件真多呀。接下来……开始感觉到另外的一些东西了。敢情，大部分编译时间是浪费在这里的呀？——“预编译头”的概念如鲸鱼般跃出脑海。
预编译头技术是在VC中第一次了解的，其对编译速度的提高，绝对给人以深刻的印象。使用MinGW的时候居然忘了这个古老的咒语。是否正是我所需要的？百度几下，结果令人失望，这方面的文献少得可怜，更令人沮丧的是还有不少人相信GCC是没有预编译头技术的。贼心不死的我打开 GCC官方文档，查找precompiled headers。慢着，居然如此顺利！——官方文档讨论篇幅并不长，但足以让我喊万岁了~不用多，一句话就够了，怎么说来着？Simply compile it!
所谓预编译头，就是把头文件事先编译成一种二进制的中间格式，供后续的编译过程使用。不要把这个中间格式与. o/.obj/.a/.lib的格式混淆，他们是截然不同的，所以预编译头文件的特性和目标文件也不同（尽管他们都属于某种中间文件）。——但也有类似的地方的，比如，它们都是编译器之间不兼容的^_^，就是说你不能把VC生成的预编译头拿到GCC上去用。甚至扩展名都不一样，VC的是大家都熟悉的. pch，而GCC的，是.gch——今天的主角。
为什么要使用预编译头？再明确不过了，提高编译速度。为什么会提高编译速度？这么说吧，你有两个文件a.cpp和b.cpp，都包含了同一个头文件c.h。那么正常的流程是：将c.h和a.cpp合并，编译成a.o；将c.h和b.cpp合并，编译成b.o；最后将a.o和b.o链接成可执行文件。过程很简单，浪费时间之处也一目了然：头文件c.h的内容实际上被解析了两遍。也许你要说，当然要两遍了，因为头文件几乎是不生成任何代码的，只有依附于具体的.cpp文件才有意义。正确，但那只是在代码执行过程中。但在代码编译的时候呢？编译器读入源代码，首先将其解析成为一种内部的表示方式。这个过程与其所依附的.cpp文件并无关系，编译器接着可以读入.cpp文件并同样解析成内部表示，然后把两段内部表示拼接起来，再进行接下来的操作。既然编译两个.cpp文件都要先对c.h进行解析，那干嘛不把c.h解析好了保存成临时文件，用时读入，不就可以省了一次解析的时间了吗？——预编译头技术节省时间的原理正在于此，尤其是在这样一个事实下：对源代码的“解析”这个步骤，确实是占了编译时间中很可观的一部分。
我看见你满是狐疑的脸：预处理，就是编译之前的处理，合并.h和.cpp文件分明是预处理的步骤，而解析源代码是编译之中的步骤，先解析后合并？怎么“预”处理反而跑到编译步骤之后了？这还叫“预”吗？——这个问题我们决定不深究了，毕竟现在的编译器早就混淆了预处理与编译的界限……毕竟，这么做是管用的，对吗？
我们来看看结果。写一个C++的Hello world，使用cout输出一行字。包含了什么头文件？当然是iostream。这个头文件对于人们来说，绝对是熟视无睹级别的。然而使用它的时候，你注意到编译器幕后的累累“罪行”了吗？是的，用 -H 参数编译一下这个Hello world吧！看看总共加载了多少个头文件？我的机器上，总共103个！
是的，你应该将它们做成一个.gch文件。如何做？如前所述，再简单不过：只要编译它就可以了：
g++ xxx.h
一句话，就是：把.h文件当成.cpp文件一样来编译。这是最简单的，如果需要控制编译细节，比如常量定义之类，大可加上其它选项。运行之后，你会发现同个目录里生成了一个名叫xxx.h.gch的文件，这就是我们要的。也许你和我一样，迫不及待地尝试g++ iostream了？呵呵，结果一定是和我一样的失败——在编译.gch的过程中，GCC并没有使用环境变量或 -I 选项来查找被编译的头文件，被编译的头文件必须在当前目录下。然而，被编译的头文件所进一步包含的其它头文件，却可以通过以上途径找到。简言之，就是把直接编译的那个头文件以类似对待.cpp文件的方式处理了。现在知道该如何编译iostream了吧？对，在当前目录里建立一个头文件，起个随你喜欢的名字，比如foo.h，在其里面写上：#include <iostream>，然后编译它：g++ foo.h。生成的foo.h.gch，就是我们要的了。其它文件需要用到iostream的，不要包含iostream，要包含foo.h。切记，不是去包含foo.h.gch！
如果你用过VC，那么这个foo.h也许会让你找到一种似曾相识的感觉吧？对了，就相当于那个 stdafx.h！那么你也该记得，每个文件包含这个foo.h，都应该在文件一开始的地方，否则会出错。真的，终于找到了GCC中的stdafx.h，这种感觉几乎让人热泪盈眶了^_^
那么接下来，照搬一些stdafx.h相关的注意事项吧，它们同样适用于.gch文件：应该把那些不常修改的（首当其冲，当然是系统的）头文件放在预编译头里，而那些属于你的程序的一部分的头文件，一般并不放在预编译头里，因为它们可能随时要被修改的。每修改一次就要重新生成预编译头，并没有速度优势可言，失去预编译头的意义了。另外重要的注意事项是：如果你生成预编译头的时候用了一些选项，比如宏定义，那么使用这个预编译头的其它源代码文件，被编译的时候也要使用这些选项，否则会因为不匹配而编译失败。
对了，说了半天，从来没有正面讲过如何使用已经生成的预编译头。然而看到这里也该明白了，是的，很简单，只要包含其所对应的.h文件即可！比如你有个头文件叫foo.h，另外有一大堆其它文件都包含了这个foo.h，原来没有使用预编译头技术，现在忽然想使用了，于是把foo.h编译成了foo.h.gch。那其它文件要做怎样的修改？——什么都不用，一切照旧！聪明的GCC编译器在查找一个.h文件之前，会自动查找其目录里有没有对应的.gch文件，如有，且可用，则用之；没有，才用到真正的.h头文件。——慢着，“如有，且可用”，什么叫“可用”？——就是指这个.gch格式要正确，版本要兼容，而且如上所述，编译两者要用同样的选项。如果.gch不可用，编译器会给出一条警告，告诉我们：这个预编译头不能用！我只好用原有的.h 头文件啦！什么？你说看不到这个警告？——当然，要先打开 -Winvalid-pch 选项才行，其默认是关闭的。
用 -H 选项感受一下预编译头的清爽吧！再没有滚不完的头文件了，明显提高的速度，绝对会让你有种翻身解放的感觉，原来MinGW也可以和蜗牛般的速度说再见的。
相关文章：
Java项目:慢病报销管理信息系统(java+MySQL+Jdbc+Servlet+Jsp)
源码获取：博客首页 "资源" 里下载！ 一、项目简述 功能： 慢病管理，医疗机构管理，家庭管理，费用交纳，费用报销，报表统计等等功能。 二、项目运行 环境配置： Jd…
Jetty Cross Origin Filter解决jQuery Ajax跨域访问的方法
当使用jQuery Ajax post请求时可能会遇到类似这样的错误提示 XMLHttpRequest cannot load http://xxxxxx. Origin http://xxxxxx is not allowed by Access-Control-Allow-Origin. 这是Ajax跨域访问权限的问题，服务器端不接受来自另一个不同IP地址的由脚本文件发出的…
php 遍历所有的文件
<?php prin_r(glob($path)); 2 转载于:https://www.cnblogs.com/zqk8553/p/3640071.html
Oracle数据库物理存储结构管理
1、实验目的 （1）掌握Oracle数据库数据文件的管理。 （2）掌握Oracle数据库控制文件的管理。 （3）掌握Oracle数据库重做日志文件的管理。 （4）掌握Oracle数据库归档管理。 2、实验环境 Wi…
KDE与GNOME的战争史（转载）
虽然在商业方面存在竞争，GNOME与KDE两大阵营的开发者关系并没有变得更糟，相反他们都意识到支持对方的重要性—如果KDE和GNOME无法实现应用程序的共享，那不仅是巨大的资源浪费，而且将导致Linux出现根本上的分裂。 KDE与GNOME是…
[ActionScript 3.0] AS向php发送二进制数据方法之——在URLRequest中构造HTTP协议发送数据...
主类 HTTPSendPHP.as 1 package 2 {3 import com.JPEGEncoder.JPGEncoder;4 import com.fylib.httpRequest.HttpRequestBuilder;5 import com.fylib.httpRequest.HttpRequestBuilderConsts;6 import flash.display.Bitmap;7 import flash.display.BitmapDa…
Java项目:校园招聘平台系统(java+MySQL+Jdbc+Servlet+SpringMvc+Jsp)
源码获取：博客首页 "资源" 里下载！ 一、项目简述 功能： 用户和企业用户的注册登录，简历的筛选查看搜索，应聘信息互动等等。 二、项目运行 环境配置： Jdk1.8 Tomcat8.5 mysql Eclispe…
静态资源（StaticResource）和动态资源（DynamicResource）
静态资源（StaticResource）和动态资源（DynamicResource） 资源可以作为静态资源或动态资源进行引用。这是通过使用 StaticResource 标记扩展或 DynamicResource 标记扩展完成的。 StaticResource 通过替换已定义资源的值来为 XAML 属…
如何在 Kaggle 首战中进入前 10%（转）
如何在 Kaggle 首战中进入前 10%（转） 来源：https://dnc1994.com/2016/04/rank-10-percent-in-first-kaggle-competition/ Introduction 本文采用署名 - 非商业性使用 - 禁止演绎 3.0 中国大陆许可协议进行许可。著作权由章凌豪所有。 Kaggle …
一.Timesten安装
一，安装timesten IMDB并测试 1. 创建数据库相关用户和组 groupadd timestenuseradd -g timesten -G dba timestenpasswd timesten2. 创建相关目录 mkdir /etc/TimesTenchmod 775 /etc/TimesTenchown timesten:timesten /etc/TimesTenmkdir /u01/app/timesTen chmod …
linux 入门－1
刚开始接触linux，总有些简单的问题不知道怎么搞定，先将目前汇总的解决方法叫做"linux入门－1",后续在使用过程中逐步总结。 1. 连接 ADSL ： sudo pon dsl-provider 断开 ADSL： sudo poff 查看 ADSL 状态&a…
Java项目:家庭理财系统(java+SSM+JSP+Tomcat8+Mysql)
源码获取：博客首页 "资源" 里下载！ 一、项目简述 功能：家庭理财，财务分析，统计等等。 二、项目运行 运行环境: jdk8tomcat8mysqlIntelliJ IDEA（ Eclispe , MyEclispe ,Sts 都支持，代…
ORA-19809: 超出了恢复文件数的限制
实验环境：Oracle Database 10g Enterprise Edition Release 10.2.0.1.0 - Prod 实验背景：向tough.t中插入40万条记录，然后rollback，接着执行了shutdown abort命令。当重新启动数据库的时候遇到以下问题。 SQL> alter database …
VC manifest
manifest原理和用途 dll是被动态调用的，所以会被若干个程序共享使用的 但是如果dll在应用程序不知道的情况下升级了、或是被另一个程序更改了，就可能会出现问题，即”DLL Hell” 随着系统资源越来越丰富，硬盘不那么紧张࿰…
判断年月日是否正确
//输入年月日 Console.Write("请输入年："); int year Convert.ToInt32(Console.ReadLine()); Console.Write("请输入月："); int month Convert.ToInt32(Console.ReadLine()); Console.Write("请输入日："); i…
Java项目:农业计算工具(java+swing)
源码获取：博客首页 "资源" 里下载！ 1、换算:吨、千克、斤，晌/公顷、亩、平方米，晌/株、亩/株、平方米/株 2、籽粒干重、果穗干重、出籽率计算 3、发芽种粒数、供试种粒数、发芽率计算 4、种子袋、晌、亩、品种 换算 pac…
web网站加速之CDN(Content Delivery Network)技术原理
2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> 在不同地域的用户访问网站的响应速度存在差异,为了提高用户访问的响应速度、优化现有Internet中信息的流动,需要在用户和服务器间加入中间层CDN. 使用户能以最快的速度，从最接近用户的地方获得所需的信息&…
response.getWriter().write(）和 response.getWriter().print(）的区别
异步上传图片的代码。发现里面用了response.getWriter().print(),故联想到response.getWriter().writer（）,经过一番api的查找与实操，总结如下： response.getWriter()返回的是PrintWriter，这是一个打印输出流。response…
c语言中volatile关键字的作用
读文章之前 可以先看一下《程序员的自我修养 》第28页 过度优化。 volatile 提醒编译器它后面所定义的变量随时都有可能改变，因此编译后的程序每次需要存储或读取这个变量的时候，都会直接从变量地址中读取数据。如果没有 volatile关键字，则编…
Java项目:抽奖点名神器(HTML+可自定义抽选)
源码获取：博客首页 "资源" 里下载！ 用于年终抽奖或随机点名神器 //获取页面元素var student_box document.getElementById("student_box");//循环生成HTMLvar html "";for (var i 0 ; i < 22; i ) {html <div st…
Hive Metastore 连接报错
背景 项目中需要通过一些自定义的组件来操控hive的元数据，于是使用了remote方式来存储hive元数据，使用一个服务后台作为gateway，由它来控制hive元数据。 现象 在windows上连接hive metastore的时候，无端的会报NullPointerExceptio…
普通的简单对话框
2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> activity_main.xml <LinearLayout xmlns:android"http://schemas.android.com/apk/res/android"xmlns:tools"http://schemas.android.com/tools"android:layout_width"fill_parent"and…
[POI2007]ZAP-Queries
出处：http://www.cnblogs.com/peng-ym/p/8660937.html （还是 建议 去看 原文） 题目：链接：https://www.luogu.org/problemnew/show/P3455 #include<bits/stdc.h> #define LL long long #define ULL unsigned long…
python pdb 基础调试
当手边没有IDE,面对着python调试犯愁时，你就可以参考下本文；（pdb 命令调试）参考：http://docs.python.org/library/pdb.html和 (pdb)help首先你选择运行的 pypython -m pdb myscript.py(Pdb) 会自动停在第一行ÿ…
Java项目:设计管理系统(java+SSM+JSP+MYSQL+layui+Maven)
源码获取：博客首页 "资源" 里下载！ 一、项目简述 功能包括： 课题管理，学生管理，内容管理，文件管理，提问管理，教师管理，进度管理等等。 二、项目运行 环境配置…
linux(以ubuntu为例)下Android利用ant自动编译、修改配置文件、批量多渠道，打包生成apk文件...
原创，转载请注明：http://www.cnblogs.com/ycxyyzw/p/4555328.html 之前写过一篇《windows下Android利用ant自动编译、修改配置文件、批量多渠道，打包生成apk文件》，关于ant打包原理，请先阅读此篇文章，再阅…
自制的一个eclipse 插件jcodesmith（代码生成器）
为什么80%的码农都做不了架构师？>>> 实现思路 使用模板输出，定制一些特定的输入【如数据库元素、普通文件】等控制模板生成；并把指定输入可视化，方便使用； 下载安装 插件下载：http://git.os…
Boring counting HDU - 3518 （后缀数组）
Boring counting \[ Time Limit: 1000 ms \quad Memory Limit: 32768 kB \] 题意 给出一个字符串，求出其中出现两次及以上的子串个数，要求子串之间不可以重合。 思路 对字符串后缀数组，然后枚举子串长度 \(len\)，若某一段连续的 \…
什么是JTAG
JTAG(Joint Test Action Group)联合测试行动小组)是一种国际标准测试协议（IEEE 1149.1兼容），主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持JTAG协议，如DSP、FPGA器件等。标准的JTAG接口是4线：TMS、 TCK、TDI、TDO&a…
Java项目:个人博客系统(java+SSM+Mysql+Servlet+JavaWeb)
源码获取：博客首页 "资源" 里下载！ 一、项目简述 项目内容包括：首页，登陆，新建文章，搜索，登陆日志，登录次数，评论统计，相关信息，文章列…