翻译环境与运行环境
在 ANSI-C 的任意实现中，存在两种不同的环境：
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翻译环境：在此环境中，源代码被转换为可执行的机器指令（二进制代码）。
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运行环境：用于实际执行代码的环境。
由于 C 语言代码是以文本形式编写的，计算机无法直接理解，因此必须将这些文本信息翻译成机器指令。
这就好比一位只会中文的中国人和一位只会英语的美国人想要交流，必须借助翻译作为媒介；同样，要想用文本指令控制计算机，也必须借助像
gcc这样的"翻译官"。
翻译环境
那么，翻译环境是如何将源代码转换为可执行的机器指令的呢？实际上，翻译环境包括 编译 和 链接 两大过程，而 编译 又可进一步分解为：预处理 、编译 和 汇编 三个步骤。
在一个 C 语言项目中，可能有多个.c文件共同构建。这些.c文件会先单独经过编译器处理，生成各自对应的目标文件。
随后，这些目标文件与所需的链接库 （如：动态库、静态库）一起，由链接器处理，最终生成可执行程序。（库是支持程序运行的基本函数集合）
补充 ：在Windows 环境下的目标文件的后缀是
.obj，Linux 环境下目标文件的后缀是.o
如果进一步展开编译器的三个步骤，整个过程如下所示
1. 预处理（Preprocessing）
预处理阶段主要处理源文件中以 # 开头的预编译指令。在该阶段，源文件和头文件会被处理成以
.i 为后缀的文件。
使用gcc观察预处理后的文件，可执行以下命令：
Shell
gcc -E test.c -o test.i预处理规则：
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删除所有
#define并展开所有宏定义。 -
处理所有条件编译指令，如
#if、#ifdef、#elif、#else、#endif。 -
处理
#include指令，将被包含的头文件内容插入到该预编译指令的位置。这个过程是递归进行的，也就是说被包含的头文件也可能包含其他文件。 -
删除所有注释。
-
添加行号和文件名标识，便于后续编译器生成调试信息。
-
保留所有
#pragma指令，供编译器后续使用
预处理后的.i文件不再包含宏定义，因为宏已经被展开。且所有包含的头文件内容已被插入到.i文件中。所以若需确认宏定义或头文件包含是否正确，可查看预处理后的.i文件。
2. 编译（Compilation）
编译过程将预处理后的文件进行词法分析 、语法分析 、语义分析及优化，生成相应的汇编代码文件。
编译命令如下：
Shell
gcc -S test.i -o test.s以以下代码为例：
Shell
array[index] = (index + 4) * (2 + 6);词法分析
源代码被输入扫描器，进行词法分析，将代码中的字符分割为一系列记号（如关键字、标识符、字面量、特殊字符等）。上述代码经词法分析后，得到 16 个记号：
| 记号 | 类型 |
|---|---|
| array | 标识符 |
| [ | 左方括号 |
| index | 标识符 |
| ] | 右方括号 |
| = | 赋值 |
| ( | 左圆括号 |
| index | 标识符 |
| + | 加号 |
| 4 | 数字 |
| ) | 右圆括号 |
| * | 乘号 |
| ( | 左圆括号 |
| 2 | 数字 |
| + | 加号 |
| 6 | 数字 |
| ) | 右圆括号 |
语法分析
接下来语法分析器 对扫描产生的记号进行语法分析，从而产生语法树。这些语法树是以表达式为结点的树
语义分析
语义分析器进行语义分析，即对表达式进行静态语义检查，包括声明与类型的匹配、类型转换等。此阶段会报告语法错误。
3. 汇编（Assembly）
汇编器根据汇编指令和机器指令的对照表，将汇编代码转变为机器可执行指令，每个汇编语句几乎都对应一条机器指令。此过程不进行指令优化。
汇编命令如下：
Shell
gcc -c test.c -o test.o4. 链接（Linking）
链接是一个复杂的过程，涉及地址与空间分配 、符号决议 和重定位等步骤。其主要解决多文件、多模块间的相互调用问题。
例如，一个项目中包含test.c和add.c两个文件：
-
test.c经编译生成test.o -
add.c经编译生成add.o
若test.c中使用了add.c中的Add函数和全局变量g_val，在编译test.c时，编译器并不知道Add 和g_val的实际地址，因此会暂时搁置这些符号的地址。链接时，链接器会在其他模块中查找这些符号的地址，并将test.c中所有引用这些符号的指令重新修正为正确的地址。此过程称为**"重定位"**。
运行环境
程序执行前必须先载入内存：
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在有操作系统的环境中：通常由操作系统完成载入。
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在独立环境中：需手动安排载入，或将可执行代码置入只读内存（如：单片机烧录）。
程序执行始于main函数的调用。执行过程中，程序使用：
-
运行时堆栈（Stack）：存储局部变量和返回地址。
-
静态内存（Static）：存储静态变量，其值在整个程序执行期间保持不变。
程序终止方式包括：
-
正常终止（
main函数返回） -
意外终止
以上简要介绍了 C 程序从编译链接到最终执行的整个过程。若希望深入了解目标文件格式（如：.elf）、链接的底层实现（如：空间分配、符号解析与重定位等），推荐阅读**《程序员的自我修养》**一书。