在 console mode 中使用 C/C++ 編譯器

侯捷 1999.04.08


我總是鼓勵 C/C++ 的學習者,在剛接觸這個程式語言的時候,先以 console mode(DOS-like)程式為目標。換言之,不要一開始就想寫 GUI 程式、想開視窗、想有眩目亮麗的畫面 -- 那只是未走先飛,揠苗助長罷了。

所謂 console 程式,就是文字模式的程式,我們可以在其中好好把 C/C++ 的語言根基練好,而不會分心於其他暫無必要的 GUI 枝節上。

我一直以為,這是理所當然的事情,卻也一直發現,有不少大專院校的大一 C/C++ 課程,同學們必須寫個小作家、小畫家、小算盤…做為期中或期末作業。

果然世界不能大同,各人看法殊異 :)

我不但認為 C/C++ 程式開發對象初期要以 console mode 為主,我也認為,C/C++ 的程式開發環境,初期也要以 console mode 為主。換言之,不要一開始就進入整合環境(IDE)。整合環境中那麼多視窗、那麼多功能、那麼多預設值,會讓程式新手眼花撩亂,無法掌握程式編譯過程中一些有價值的知識與經驗。

等我們對編譯程序有了起碼的瞭解,再來使用整合環境,我認為這才最好。

所以不論在 <深入淺出 MFC> 或 <多型與虛擬> 書籍中,我都會簡述console mode 下的作業方式。<深入淺出 MFC> 在 p.224 列出,<多型與虛擬> 在 p.233 列出。

但仍然偶而會收到網友(不論是否上兩本書的讀者)的詢問,詢問console mode 的編譯方式,或詢問他們所遭遇的問題。

我再次整理這個題目。再有類似問題,我就可以整篇 mail 給發問者了。

★★ 注意:以下適合 PC 環境 ★★


●C/C++ 編譯器需要的環境變數設定

古早以來,PC 上的 C 編譯器,就需要兩個環境變數:

LIB:這個環境變數告訴編譯器說,必要的 libraries 在哪裡(哪個磁碟目錄下)
INCLUDE:告訴編譯器說,必要的 header files 在哪裡(哪個磁碟目錄下)

另外,為了讓我們能夠在任何 working directory 都叫得到編譯器,當然我們必須設定 PATH。

從古早以來,一直到現在,C/C++ 編譯器都需要這三個環境變數。


●以 Visual C++ 為例

以 Visual C++ 為例,如果安裝後的檔案佈局如下:

C:\MSDEV\VC98\BIN : 這裡放有編譯器 CL.EXE
C:\MSDEV\VC98\INCLUDE : 這裡放有 C/C++ header files
C:\MSDEV\VC98\LIB : 這裡放有 C/C++ standard libraries

那麼你可以寫一個批次檔如下:

set PATH=C:\MSDEV\VC98\BIN;C:\MSDEV\COMMON\MSDEV98\BIN
set INCLUDE=C:\MSDEV\VC98\INCLUDE
set LIB=C:\MSDEV\VC98\LIB


之所以需要另外設定 PATH=C:\MSDEV\COMMON\MSDEV98\BIN,是因為編譯器 CL.EXE 執行時需要 MSPDB60.DLL,而它被安裝於 C:\MSDEV\COMMON\MSDEV98\BIN 之中。

如果你寫的程式不只是單純的 C/C++ 程式,還用到了 MFC,一樣可以在 console mode 下編譯,這時候你的環境變數應該如此設定:

set PATH=C:\MSDEV\VC98\BIN;C:\MSDEV\COMMON\MSDEV98\BIN
set INCLUDE=C:\MSDEV\VC98\INCLUDE;C:\MSDEV\VC98\MFC\INCLUDE
set LIB=C:\MSDEV\VC98\LIB;C:\MSDEV\VC98\MFC\LIB


多指定了 MFC\INCLUDE 和 MFC\LIB,就可以讓編譯器和聯結器找到 MFC 的 header files 和 libraries。如果你還需要用到 ATL,就得在 INCLUDE 環境變數中再加上 C:\MSDEV\VC98\ATL\INCLUDE。


●以 Borland C++Builder 為例

以 Borland C++Builder 為例,如果安裝後的檔案佈局如下:

C:\BORLAND\CBuilder3\BIN : 這裡放有編譯器 BCC32.EXE
C:\BORLAND\CBuilder3\INCLUDE : 這裡放有 C/C++ header files
C:\BORLAND\CBuilder3\LIB : 這裡放有 C/C++ standard libraries

那麼你可以寫一個批次檔如下:

set PATH=C:\BORLAND\CBuilder3\BIN
set INCLUDE=C:\BORLAND\CBuilder3\INCLUDE
set LIB=C:\BORLAND\CBuilder3\LIB



●如何在 console 中編譯 C/C++ 程式

首先,開啟一個 DOS Box(DOS Prompt, DOS VM),然後在該 DOS box 中執行上述寫好的批次檔,完成環境變數的設定。你可以再在 DOS 提示號下鍵入 set 命令,看看環境變數的設定內容正確與否。

然後就可以直接在 DOS 提示號下鍵入編譯器名稱,開始編譯了。如果你使用 Visual C++,就這麼做:

C:\> CL test.cpp <Enter>

如果你使用 C++Builder,就這麼做:

C:\> BCC32 test.cpp <Enter>

至於特殊情況下需要什麼特殊的 options,就必須自己查一下啦。只要執行 CL /? 或 BCC32(其後不加任何引數),便可看到所有的 compile options。


●編譯器與聯結器的關係

早期的編譯過程與聯結過程是分開的。換句話說我們必須做兩個動作:

C:\> Cl test.cpp
C:\> LINK test.obj xxx
xxx 代表各個必要的 libraries


或是:

C:\> BCC32 test.cpp
C:\> TLINK32 test.obj xxx
xxx 代表各個必要的 libraries


如今的編譯過程與聯結過程當然還是分開的,但是我們的動作只需一個:

C:\> CL test.cpp

或是:

C:\> BCC32 test.cpp

這是因為編譯器變聰明了,除非你指定 /c option(表示只編譯不聯結),否則它便自動為你呼叫聯結器進行聯結動作。過去以來頗令 programmer煩惱的「該使用哪些 libraries」的問題,編譯器也有了聰明的解決方案:它將程式中用到的 library functions 記錄起來,同時也錄下它們所屬的library 名稱,於是聯結器就可以從這個表格中知道要聯結哪些 libraries 了。


●環境變數與 DOS VM(Virtual Machine)的關係

你可以同時開起多個 DOS Box,但是你不能夠在某個 DOS Box 中執行上述批次檔而在另一個 DOS VM 中享受其環境設定。

這是因為每個 DOS Box 都是一個 Virtual Machine,彼此誰也看不到誰,互不相干。

除非你在 autoexec.bat 中就設定好上述那些環境變數。這麼一來,任何一個新開啟的 DOS VM 便會因為繼承最原始的 DOS VM 環境,而繼承了那些變數設定。


●環境空間(environment space)不足

最易造成大家困擾的,就是環境空間(environment space)不足的問題。

當你安裝好 Visual C++,會在其 BIN 子目錄中發現一個名為 VCVARS32.BAT 的檔案。這個檔案其實就是做上述的環境變數設定動作(這在 Visual C++ 安裝過程的最後一個步驟有說明。哎,有多少人安裝軟體不看說明!)。所以,你可以在任何 DOS Box 中執行此檔,取代前述我們自己的批次檔。

但是通常大家都有失敗的經驗,得到 "Out of environment space" 的錯誤訊息。這是因為 VCVARS32.BAT 使用以下句法:

set INCLUDE=%MSVCDir%\ATL\INCLUDE;%MSVCDir%\INCLUDE;%MSVCDir%\MFC\INCLUDE;%INCLUDE%
set LIB=%MSVCDir%\LIB;%MSVCDir%\MFC\LIB;%LIB%


意思是把 INCLUDE 的原始設定(%INCLUDE%)再附加其他設定,並把LIB 的原始設定(%LIB%)再附加其他設定。如果原始設定已經很長,多來這麼幾次,便 "Out of environment space" 啦!

做法之一是調高環境空間的大小。請在 c:\config.sys 檔中加上這行:

shell=C:\COMMAND.COM C:\ /E:1024 /P

其中 /E:1024 便是表示將環境空間調為 1024 bytes。(不夠?再調)

做法之二是不要使用 VCVARS32.BAT 的那種「附加」句型,改用前述我們自己的批次檔。要知道,我們可能有好幾個編譯器環境(VC、BCB、G++ …),需要輪番測試我們的程式;如果使用「附加」句型,多來幾次,再大的環境空間也會消磨殆盡。

方法一和方法二要雙管齊下唷。


●有任何規模上的限制嗎?

使用 console 模式(或稱 command line 模式)來編譯聯結程式,程式的大小可否有任何規模上的限制?答案是沒有!

它的缺點是沒有工具幫你管理檔案、沒有預設值讓你少打幾個字、沒有分析工具幫你整理 objects,讓你瀏覽 objects、symbols…。所以一旦你基本功學會了,要開始中大型程式的設計,當然以整合環境(IDE)為佳。


●不要誤會

我這不是開倒車,要大家回到茹毛飲血的時代,都回頭去做山頂洞人。而是我覺得,對於一位 C/C++ 初學者,整合環境(IDE)的運用恐怕帶來一頭霧水,不如先在 console mode 下作業。一方面多認識一些環境設定方面的常識,滿好的,一方面比較方便好用,也不必寫個 1000 行的小小練習還得啟動么五五加農砲,一方面求知的力量可以全部放在語言的練習上頭。

等有了一定的程度,再使用整合環境,就不會如墜五里霧了。

-- the end