源文件是如何转换成可执行文件的

几个小知识点

CPU可以解析和运行的程序形式为本地代码
链接器将多个目标文件结合生成.exe文件
.obj文件为本地代码
收录多个目标文件的是库文件

链接器从库文件中抽取出必要的目标文件，并将其结合到exe文件中

此外，还存在一种程序运行时结合的dll形式的库文件
仅包含Windows的.dll文件中存储的函数信息的文件为导入库

把导入库信息结合到exe文件中，这样程序在运行时就可以利用dll内的函数了
程序运行时，动态申请分配的数据和对象的内存区域形式为堆，堆的内存空间会根据程序的指令进行申请和释放

本地代码的内容

dump是指把文件的内容，每个字节用2位十六进制来表示的方式

本地代码的内容就是各种数值的罗列，可以把exe文件的内容Dump一下，其实得到的本地代码的内容就是各种数值的罗列。每个数值都表示一个命令或数据，这就是原始的Dump程序。

编译器负责转换源代码

编译器能够把C语言等高级编程语言编写的源代码转换成本地代码（.c—>.obj）

每个编写源代码的编程语言都需要其专门的编译器

编译器读入源代码时，要经过语法解析、句法解析、语义解析等，才能成成本地代码。

根据CPU类型的不同，本地代码的类型也不同。编译器不仅和编程语言的种类有关，还和CPU的类型是相关的。同时编译器作为一种程序，也需要运行环境。（如Windows的C编译器）

因此选择编译器，需要兼顾的问题有：

何种编程语言的编译器
编译器生成的本地代码适用于那种CPU
该编译器在什么环境下使用

链接器链接得到EXE文件

编译后得到的文件为.obj目标文件，虽然目标文件的内容是本地代码，但是无法直接运行，原因就是:当前程序还处于未完成状态。故.obj文件是尚未完成的本地代码。

#sample.c

#include <windows.h>
#include <stdio.h>

//消息框的标题
char* title ="test program";

//返回两个参数的平均数 
double Average(double a,double b){
    
    
	return (a+b)/2;
} 

// 程序运行起始位置的函数 
int WINAPI WinMain(HINSTANCE h,HINSTANCE d, LPSTR s,int m){
    
    
	double ave;		//保存平均数的变量 
	char buff[80];		//保存字符串的变量 
	ave=Average(123,456);
	
	//编写显示在消息框中的字符串 
	sprintf(buff,"aver=%f",ave);
	
	//打开消息框 
	MessageBox(NULL,buff,title,MB_OK);
}

上面的源代码生成的目标文件为sample.obj

Average()用来返回两个参数的平均值；WinMain()是程序的运行起始函数，函数Average()和函数WinMain()是我们自己编写的，处理的内容记述在源代码中。

sprintf()是通过指定格式把数值变换成字符串的函数；MessageBox()是消息框函数。不过代码中并没有记述这两个函数的处理内容。因此就必须将存储这sprintf()和MessageBox()的处理内容的目标文件（假设为c0w32.obj）和sample.obj结合，否则处理就不完整，.exe文件就无法完成

把多个目标文件（obj文件）结合，最终生成一个exe文件的处理就是链接，运行链接的程序就是链接器（linkage editor）

库文件

库文件指的是把多个目标文件集合保存到一个文件中的形式。

链接器指定库文件后，就会从中把需要的目标文件抽取出来，并同其他目标文件结合生成exe文件

Error：无法解析的外部符号'_sprintf'.......

表示的是无法找到记述着目的变量及函数的目标文件，因而无法进行链接的意思。因此需要导入文件包。

sprintf()等函数，不是通过源代码形式而是通过库文件形式和编译器一起提供的，这样的函数成为标准函数。

通过库文件，可以减少链接器的压力。

DLL文件及导入库

Windows以函数的形式为应用提供了各种功能，这些形式的函数成为API（Application Programming Interface），例如MessageBox()不是标准函数，而是Windows提供的API的一种。

在Windows中，API的目标文件，并不是存储在通常的库文件中，而是存储在dll（Dynamic Link Library）文件的特殊库文件中。

dll文件是程序运行是动态结合文件。

前面提到的MessageBox()的目标文件是存储在import32.lib中的。

MessageBox()的目标文件的实体实际并不存在。

实际上，该import32.lib文件存储着两个信息：

MessageBox()在user32.dll这个dll文件中
存储着dll文件的文件夹信息

把import.lib这样的文件称为导入库。

相反，存储这目标文件的实体，并直接和exe文件结合的库文件成为静态链接库（static）

如：存储sprintf()的目标文件cw32.lib就是静态链接库。

通过结合导入库文件，执行时从dll文件中调出对应的函数就会和exe文件进行结合

Windows中的编译和链接机制

在这里插入图片描述

补充点:

编译器是在运行前对所有源代码进行解释处理的。

解释器是运行时对源代码的内容一行一行地进行解释处理的。

参考书籍：《程序是怎样跑起来的》