کامپایل یک برنامه ++C یک فرآیند اساسی است که کد منبع قابل‌خواندن توسط انسان را به کد ماشین اجرایی که می‌تواند توسط یک کامپیوتر اجرا شود تبدیل می‌کند. فرآیند کامپایل شامل چندین مرحله است که هرکدام هدف خاصی را در ترجمه کدهای سطح بالا به دستورالعمل‌های باینری انجام می‌دهند. در این مقاله، مراحل کامپایل یک برنامه C++، آنچه در طول هر مرحله اتفاق می‌افتد و اهمیت هر مرحله در چرخه عمر توسعه را بررسی می‌کنیم.
1. پیش‌پردازش (Preprocessing):
اولین مرحله در کامپایل یک برنامه ++C، پیش‌پردازش است. در طول پیش‌پردازش، پیش پردازنده کامپایلر (اغلب توسط 'cpp' فراخوانی می‌شود) دستورالعمل‌هایی مانند '#include'، '#define' و '#ifdef' را کنترل می‌کند. پیش پردازنده دستورالعمل‌های «#include» را با محتویات فایل‌های هدر جایگزین می‌کند، ماکروهای تعریف‌شده با «#define» را حل می‌کند و دستورالعمل‌های کامپایل شرطی مانند «#ifdef» و «#ifndef» را پردازش می‌کند. خروجی این مرحله یک واحد ترجمه (یک فایل منبع تک پس از پیش‌پردازش) بدون هیچ دستورالعمل پیش پردازنده است.
2. تلفیق (Compilation):
پس از پیش‌پردازش، مرحله کامپایل آغاز می‌شود. در این مرحله، کد منبع پیش‌پردازش شده (واحد ترجمه) به کد اسمبلی مخصوص معماری هدف تبدیل می‌شود. کامپایلر نحو و معنای کد را تجزیه‌وتحلیل می‌کند، بهینه‌سازی‌ها را انجام می‌دهد (در صورت فعال بودن) و دستورالعمل‌های اسمبلی میانی را تولید می‌کند. خروجی این فاز اغلب به‌عنوان یک فایل شی‌ء (`.o` یا .obj`) نامیده می‌شود که حاوی دستورالعمل‌های مستقل از ماشین است.
3. مونتاژ (Assembly):
مرحله بعدی اسمبلی است که در آن کد اسمبلی تولیدشده توسط کامپایلر به کد ماشین مخصوص معماری CPU هدف ترجمه می‌شود. اسمبلر (به‌عنوان‌مثال، «مانند» در سیستم‌های یونیکس مانند) کد اسمبلی را می‌خواند و یک فایل شی‌ء حاوی دستورالعمل‌های کد ماشین (در قالب باینری) همراه با ابر داده (مانند نمادها و اطلاعات جابجایی) تولید می‌کند.
4. ربط دادن (Assembly):
آخرین مرحله در فرآیند کامپایل پیوند دادن است. در طول پیوند، پیونددهنده (به‌عنوان‌مثال، `ld` در سیستم‌های شبه یونیکس) چندین فایل شی‌ء (ازجمله کتابخانه‌ها) را ترکیب می‌کند و مراجع را بین آن‌ها حل می‌کند. این شامل پیوند دادن فراخوانی‌های تابع به تعاریف آن‌ها، حل نمادها (مانند متغیرها و توابع جهانی) و انجام جابجایی آدرس است. پیونددهنده یک فایل اجرایی واحد (یک کتابخانه مشترک) تولید می‌کند که می‌تواند توسط سیستم‌عامل اجرا شود.
درنتیجه، فرآیند کامپایل یک برنامه C++ شامل چندین مرحله مجزا است که هرکدام نقش مهمی در ترجمه کد منبع به کد ماشین اجرایی دارند. از پیش‌پردازش و کامپایل گرفته تا مونتاژ و پیوند، هر مرحله به تبدیل انتزاعات سطح بالا به دستورالعمل‌های باینری که می‌تواند توسط رایانه اجرا شود کمک می‌کند. درک این مراحل کامپایل و اهمیت آن‌ها برای توسعه‌دهندگان برای نوشتن برنامه‌های C++ کارآمد، قابل‌حمل و قابل نگهداری ضروری است. با به دست آوردن بینش در مورد فرآیند کامپایل، توسعه‌دهندگان می‌توانند کد را بهینه کنند، خطاها را تشخیص دهند و از ویژگی‌های کامپایلر برای افزایش کیفیت و عملکرد نرم‌افزار استفاده کنند.
