与c#和Java相比,编译c++文件需要很长时间。编译一个c++文件比运行一个正常大小的Python脚本花费的时间要长得多。我目前使用vc++,但它与任何编译器是一样的。为什么会这样?
我能想到的两个原因是加载头文件和运行预处理器,但这似乎不能解释为什么需要这么长时间。
与c#和Java相比,编译c++文件需要很长时间。编译一个c++文件比运行一个正常大小的Python脚本花费的时间要长得多。我目前使用vc++,但它与任何编译器是一样的。为什么会这样?
我能想到的两个原因是加载头文件和运行预处理器,但这似乎不能解释为什么需要这么长时间。
当前回答
最大的问题是:
1)无限头解析。已经提到过。缓解(如#pragma once)通常只适用于每个编译单元,而不是每个构建。
2)事实上,工具链经常被分离成多个二进制文件(make、预处理器、编译器、汇编器、归档器、impdef、链接器和dll工具),这些二进制文件必须在每次调用(编译器、汇编器)或每一对文件(归档器、链接器和dll工具)时重新初始化和重新加载所有状态。
请参见关于comp.compilers: http://compilers.iecc.com/comparch/article/03-11-078的讨论,特别是这个:
http://compilers.iecc.com/comparch/article/02-07-128
请注意,comp.compilers的主持人John似乎也同意这一点,这意味着如果完全集成工具链并实现预编译的头文件,那么C语言也应该可以达到类似的速度。许多商业C编译器在某种程度上都这样做。
请注意,Unix将所有内容分解为单独的二进制文件的模型对于Windows来说是一种最坏的情况模型(其进程创建缓慢)。在比较Windows和*nix之间的GCC构建时间时,这是非常明显的,特别是当make/configure系统还调用一些程序只是为了获取信息时。
其他回答
构建C/ c++:到底发生了什么,为什么要花这么长时间
相当大一部分软件开发时间不是花在编写、运行、调试甚至设计代码上,而是花在等待代码完成编译上。 为了让事情变得更快,我们首先必须理解编译C/ c++软件时发生了什么。步骤大致如下:
配置 构建工具启动 依赖项检查 编译 链接
现在,我们将更详细地查看每个步骤,重点关注如何使它们更快。
配置
这是开始构建的第一步。通常意味着运行配置脚本或CMake、Gyp、SCons或其他工具。对于非常大的基于autotools的配置脚本,这可能需要一秒钟到几分钟的时间。
这一步很少发生。它只需要在更改配置或更改构建配置时运行。如果不改变构建系统,就没有多少事情可以加快这一步。
构建工具启动
这是在IDE上运行make或单击构建图标(通常是make的别名)时发生的情况。构建工具二进制文件启动并读取其配置文件以及构建配置,这通常是同一件事。
根据构建的复杂性和大小,这可能需要几秒到几秒的时间。这本身并没有那么糟糕。不幸的是,大多数基于make的构建系统在每次构建时都会调用几十到几百次make。这通常是由递归使用make(这是不好的)引起的。
应该注意的是,Make如此缓慢的原因并不是实现错误。Makefiles的语法有一些怪癖,使得真正快速的实现几乎不可能。当与下一步结合使用时,这个问题会更加明显。
依赖项检查
Once the build tool has read its configuration, it has to determine what files have changed and which ones need to be recompiled. The configuration files contain a directed acyclic graph describing the build dependencies. This graph is usually built during the configure step. Build tool startup time and the dependency scanner are run on every single build. Their combined runtime determines the lower bound on the edit-compile-debug cycle. For small projects this time is usually a few seconds or so. This is tolerable. There are alternatives to Make. The fastest of them is Ninja, which was built by Google engineers for Chromium. If you are using CMake or Gyp to build, just switch to their Ninja backends. You don’t have to change anything in the build files themselves, just enjoy the speed boost. Ninja is not packaged on most distributions, though, so you might have to install it yourself.
编译
此时,我们最终调用编译器。省事起见,以下是大致采取的步骤。
合并包括 解析代码 代码生成和优化
与流行的观点相反,编译c++实际上并没有那么慢。STL很慢,大多数用于编译c++的构建工具都很慢。然而,有更快的工具和方法来减轻语言中缓慢的部分。
使用它们需要一些体力,但好处是不可否认的。更快的构建时间会让开发人员更快乐,更敏捷,并最终产生更好的代码。
编译语言总是比解释语言需要更大的初始开销。此外,也许您没有很好地组织您的c++代码。例如:
#include "BigClass.h"
class SmallClass
{
BigClass m_bigClass;
}
编译速度比:
class BigClass;
class SmallClass
{
BigClass* m_bigClass;
}
你得到的代价是程序运行得稍微快一点。在开发期间,这对您来说可能是一种冷漠的安慰,但一旦开发完成,并且程序只是由用户运行时,它就会变得非常重要。
最大的问题是:
1)无限头解析。已经提到过。缓解(如#pragma once)通常只适用于每个编译单元,而不是每个构建。
2)事实上,工具链经常被分离成多个二进制文件(make、预处理器、编译器、汇编器、归档器、impdef、链接器和dll工具),这些二进制文件必须在每次调用(编译器、汇编器)或每一对文件(归档器、链接器和dll工具)时重新初始化和重新加载所有状态。
请参见关于comp.compilers: http://compilers.iecc.com/comparch/article/03-11-078的讨论,特别是这个:
http://compilers.iecc.com/comparch/article/02-07-128
请注意,comp.compilers的主持人John似乎也同意这一点,这意味着如果完全集成工具链并实现预编译的头文件,那么C语言也应该可以达到类似的速度。许多商业C编译器在某种程度上都这样做。
请注意,Unix将所有内容分解为单独的二进制文件的模型对于Windows来说是一种最坏的情况模型(其进程创建缓慢)。在比较Windows和*nix之间的GCC构建时间时,这是非常明显的,特别是当make/configure系统还调用一些程序只是为了获取信息时。
任何编译器的减速都不一定相同。
我没有使用过Delphi或Kylix,但在MS-DOS时代,Turbo Pascal程序几乎可以立即编译,而等效的Turbo c++程序只能爬行。
两个主要的区别是一个非常强大的模块系统和允许单次编译的语法。
编译速度当然可能不是c++编译器开发人员的优先考虑事项,但C/ c++语法中也有一些固有的复杂性,这使得处理起来更加困难。(我不是C方面的专家,但Walter Bright是,在构建了各种商业C/ c++编译器之后,他创建了D语言。他的改变之一是强制使用上下文无关的语法,使语言更容易解析。)
此外,您还会注意到,makefile通常设置为每个文件都单独用C编译,因此如果10个源文件都使用相同的包含文件,则该包含文件将被处理10次。