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What is CMake/GCC/G++

CMake vs. GCC/G++ 的區別

CMake 和 GCC/G++ 在 C/C++ 專案的開發中扮演不同的角色：

工具 功能
GCC/G++ 編譯器，將 C/C++ 程式碼編譯成執行檔或函式庫
CMake 建構系統生成工具，用來產生 Makefile 或 Visual Studio 等建構文件，然後交給 GCC/G++ 或其他編譯器執行

CMake 不直接負責編譯，它是幫助開發者組織專案並讓編譯器（如 GCC/G++）能夠正確執行的工具。

  • GCC/G++ = 工具（負責編譯程式碼）
  • CMake = 施工藍圖（負責告訴工具如何組裝專案）

1. GCC/G++

🔹 GCC（GNU Compiler Collection） 是一個編譯器集合，支援多種語言，包括 C、C++、Fortran 等。

  • GCC 用於編譯 C 程式 
    1
    		 
    gcc main.c -o my_program
  • G++ 用於編譯 C++ 程式 
    1
    		 
    g++ main.cpp -o my_program

GCC/G++ 只會處理單一或少量檔案的編譯，但對於大型專案（有很多 C++ 檔案和函式庫），管理這些文件的依賴關係會很麻煩，這時候 CMake 就能派上用場。

2. CMake

🔹 CMake 是一個建構系統生成工具，它會根據 CMakeLists.txt 檔案產生適合當前環境的建構文件，例如：

  • Linux/macOS → Makefile
  • Windows（Visual Studio） → .sln 工程檔
  • Ninja → build.ninja

然後，你可以使用 make 或 ninja 來執行實際的編譯。

CMake 典型用法

1
2
3
 
mkdir build && cd build
cmake ..       # 產生 Makefile
make -j$(nproc)  # 使用 Make 來編譯

CMake 不會直接執行 gcc 或 g++，但它會根據專案的需求自動選擇合適的編譯器。

CMake 與 GCC/G++ 的關係

CMake 和 GCC/G++ 其實是互補關係，CMake 負責管理建構過程，然後讓 GCC/G++ 執行編譯。

在 CMake 的 CMakeLists.txt 檔案中，你可以指定使用 GCC：

1
2
 
set(CMAKE_C_COMPILER gcc)
set(CMAKE_CXX_COMPILER g++)

然後執行 CMake 時，它就會使用 GCC/G++ 來編譯程式碼。

何時使用 CMake？

場景 適合工具
編譯單個 C/C++ 檔案 gcc / g++
小型專案（幾個檔案） make
大型專案（多個目錄、函式庫、跨平台） CMake

g++ vs. gcc 的主要區別

比較項目 gcc g++
主要用途 編譯 C 程式 編譯 C++ 程式
編譯 C++ 時是否自動連結標準函式庫 ❌ 否，需要手動加 -lstdc++ ✅ 是，會自動連結 libstdc++
檔案預設行為 預設識別 .c 為 C 語言 預設識別 .cpp 為 C++ 語言
C++ 語法支援 部分支援，但預設不啟用 C++ 標準 完整支援 C++

1. gcc 編譯 C 程式

如果你用 gcc 編譯 C 程式：

1
 
gcc main.c -o main

它會使用 C 語言的編譯規則。

2. gcc 編譯 C++ 程式（需要手動指定標準庫）

如果你用 gcc 編譯 C++ 程式：

1
 
gcc main.cpp -o main

這會產生錯誤，因為 gcc 不會自動連結 C++ 標準函式庫。你必須手動加上 -lstdc++：

1
 
gcc main.cpp -lstdc++ -o main

3. g++ 編譯 C++ 程式（推薦方式）

如果你用 g++ 編譯 C++ 程式：

1
 
g++ main.cpp -o main

它自動連結 C++ 標準函式庫，不用額外加 -lstdc++，是推薦的方式。

4. gcc 和 g++ 在多檔案專案的行為

混合 C 和 C++ 的專案

假設我們有兩個檔案：

  • main.cpp（C++ 代碼）
  • utils.c（C 代碼）

用 gcc 來編譯（需要手動連結 C++ 標準庫）：

1
 
gcc main.cpp utils.c -lstdc++ -o main

用 g++ 來編譯：

1
 
g++ main.cpp utils.c -o main

g++ 會自動連結 libstdc++，所以更方便。

結論：該用哪個？

情境 建議工具
純 C 程式 gcc
純 C++ 程式 g++
C 和 C++ 混合專案 g++（因為它會自動連結 C++ 標準庫）

如果你的專案主要是 C++，優先使用 g++，因為它會處理 C++ 標準函式庫連結。如果是 C，則用 gcc。

MSVC VS. MinGW

都是編譯C++的編譯器

編譯器來源

編譯器 來源 / 背景
MSVC (Microsoft Visual C++) 微軟官方，Visual Studio 內建編譯器
MinGW / MinGW-w64 GCC 在 Windows 的移植版本，開源社群維護

Standard Library & ABI

特性 MSVC MinGW
C++ 標準庫 MSVC STL (std::vector 等) GCC STL (libstdc++)
C++ ABI Microsoft C++ ABI GCC C++ ABI
互通性 不與 GCC 編譯的二進制互通 與 Linux/Unix 上 GCC 二進制互通性高

⚠️ 因此，MSVC 編譯的 .lib / .dll 不能直接和 MinGW 的 .a / .dll 混用（除非用 C 介面）

編譯器選項與鏈結方式

特性 MSVC MinGW
命令行 cl main.cpp /Fe:main.exe g++ main.cpp -o main.exe
靜態連結標準庫 /MT -static
動態連結標準庫 /MD 預設（依賴 DLL，如 libstdc++-6.dll）

適合場合

MSVC

  • 開發 Windows 原生程式 / GUI / .NET 互通
  • 發布 DLL 或 exe 給 Windows 使用者
  • 使用 Visual Studio 生態系（Debugger、Profiler、IntelliSense）

    MinGW

  • 跨平台開發（程式在 Linux / Windows / macOS 可用 GCC 編譯）
  • 想用 GCC / Makefile / Autotools 工具鏈
  • 開源專案，或不依賴 Visual Studio