使用 GNU CC 的預編譯頭文件加快編譯速度

既使用過 Microsoft® Visual C++® 又使用過 GNU CC 的網友必定會感覺到二者編譯速度的差別，尤爲是對於 wxWidgets 這樣頭文件內容多的軟件。Microsoft® Visual C++® 可以有很高編譯效率的緣由是其支持「預編譯頭文件」 (Pre-Compiled Header, PCH)。當使用 Microsoft® Visual C++® 創建項目時，經常會創建文件 StdAfx.cpp 和 StdAfx.h。其中 StdAfx.h 包含了項目中全部實質 C/C++ 源文件所要用到的一些系統頭文件，而 StdAfx.cpp 只包含了 StdAfx.h。這兩個文件即是用來創建預編譯頭文件「項目名.pch」的。預編譯頭文件是將一些項目中廣泛使用的頭文件內容的詞法分析、語法分析等結果緩存在一個特定格式的二進制文件中；固然編譯實質 C/C++ 源文件時，就沒必要從頭對這些頭文件進行詞法-語法分析，而只須要利用那些已經完成詞法-語法分析的結果就能夠了。c++

事實上，GNU CC 從 3.4.x 版和 4.x 版開始，也支持了這種提升編譯效率的機制。只是因爲 GNU CC 的手冊中的《Using Precompiled Headers》一節對此介紹很少，也沒有簡單的自動項目管理工具支持這項功能，於是許多網友還不知道 GNU CC 的這項功能。緩存

GNU CC 的手冊中建議使用 make 管理預編譯頭文件，還指出 C 語言的預編譯頭文件和 C++ 語言的預編譯頭文件是不同的。這裏首先講述項目中只有 C 語言源文件或只有 C++ 語言源文件的情形，再講述項目中兩種語言的源文件同時存在的狀況。app

項目中只有 C 或 C++ 一種語言的源文件時，只需創建一個預編譯頭文件。socket

創建一個頭文件，例如命名爲 inc.h。該文件供項目中全部的 C/C++ 源文件使用。將整個項目所須要的頭文件都列在其中：

/* $FreeBSD$ */
#ifndef	_INC_H_
#define	_INC_H_

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/uio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

#endif /* ! _INC_H_ *

創建 Makefile，以維護預編譯頭文件。一方面要創建維護 GNU CC 的預編譯頭文件 inc.h.gch 的規則；另外一方面，要在編譯每一個 C/C++ 源文件時檢查 inc.h.gch，即讓全部 .o 文件依賴於 inc.h.gch。

# $FreeBSD$

CC	=	gcc
CFLAGS	=	-g -Wall

CXX	=	gcc
CXXFLAGS	=	-g -Wall

LD	=	gcc
LDFLAGS	=	-g -Wall

EXE	=	testapp
PCH_H	=	inc.h
PCH	=	inc.h.gch
SRCS	=	testapp.c
OBJS	=	testapp.o
LIBS	=			# System Libraries

ECHO	=	echo
CP	=	cp -v
RM	=	rm -f

.SUFFIXES:
.SUFFIXES: .o .c .cxx

# The meaning of "$<":
#     BSD Pmake: the implied source
#     GNU make: the first prerequisite

.c.o:
	$(CC) $(CFLAGS) -c $<
.cxx.o:
	$(CXX) $(CXXFLAGS) -c $<

all:	$(EXE)

#                  $>                    $^
# BSD Pmake    all sources        not defined
# GNU make     not defined        all prerequisites
# Both interpret "$@" as target

$(EXE):	$(OBJS) $(LIBBDD)
	$(LD) $(LDFLAGS) -o $@ $> $^ $(LIBS)

# Pre-compiled header
$(OBJS): $(PCH)

$(PCH): $(PCH_H)
	$(CC) $(CFLAGS) $> $^

clean:
	$(RM) $(PCH) $(OBJS)
# For Both UNIX-like OS and Microsoft Windows (MinGW/Cygwin)
	$(RM) $(EXE) $(EXE).exe

若是項目既包含 C 語言源文件，也包含 C++ 語言源文件，就須要爲兩種語言分別維護一個預編譯頭文件。工具

再創建一個頭文件，例如命名爲 inc.hpp。inc.h 供 C 語言源文件使用，而 inc.hpp 供 C++ 語言文件使用。假如 inc.hpp 的內容與 inc.h 的相同，只須要簡單的寫上：
```
/* $FreeBSD$ */
#ifndef	_INC_HPP_
#define	_INC_HPP_

#include "inc.h"

#endif /* ! _INC_HPP_ */
```

在 Makefile 裏也要隨之增長對 inc.hpp 的維護。一是要增長產生 inc.hpp.gch 的規則，此時執行 GNU CC 時要增長參數「-x c++-header」；二是要在 clean 一節中刪除這個預編譯頭文件。

# $FreeBSD$

CC	=	gcc
CFLAGS	=	-g -Wall

CXX	=	gcc
CXXFLAGS	=	-g -Wall

LD	=	gcc
LDFLAGS	=	-g -Wall

EXE	=	testapp
PCH_H	=	inc.h
PCH	=	inc.h.gch
PCH_X_H	=	inc.hpp
PCH_X	=	inc.hpp.gch
SRCS	=	testapp.c
OBJS	=	testapp.o
LIBS	=			# System Libraries

ECHO	=	echo
CP	=	cp -v
RM	=	rm -f

.SUFFIXES:
.SUFFIXES: .o .c .cxx

# The meaning of "$<":
#     BSD Pmake: the implied source
#     GNU make: the first prerequisite

.c.o:
	$(CC) $(CFLAGS) -c $<
.cxx.o:
	$(CXX) $(CXXFLAGS) -c $<

all:	$(EXE)

#                  $>                    $^
# BSD Pmake    all sources        not defined
# GNU make     not defined        all prerequisites
# Both interpret "$@" as target

$(EXE):	$(OBJS) $(LIBBDD)
	$(LD) $(LDFLAGS) -o $@ $> $^ $(LIBS)

# Pre-compiled header
$(OBJS): $(PCH)

$(PCH): $(PCH_H)
	$(CC) $(CFLAGS) $> $^

$(PCH_X): $(PCH_X_H)
	$(CXX) $(CXXFLAGS) -x c++-header $> $^

clean:
	$(RM) $(PCH) $(PCH_X) $(OBJS)
# For Both UNIX-like OS and Microsoft Windows (MinGW/Cygwin)
	$(RM) $(EXE) $(EXE).exe

這是以上兩種 Makefile 的比較：ui

@@ -12,6 +12,8 @@
 EXE	=	testapp
 PCH_H	=	inc.h
 PCH	=	inc.h.gch
+PCH_X_H	=	inc.hpp
+PCH_X	=	inc.hpp.gch
 SRCS	=	testapp.c
 OBJS	=	testapp.o
 LIBS	=			# System Libraries
@@ -48,7 +50,10 @@
 $(PCH): $(PCH_H)
 	$(CC) $(CFLAGS) $> $^
 
+$(PCH_X): $(PCH_X_H)
+	$(CXX) $(CXXFLAGS) -x c++-header $> $^
+
 clean:
-	$(RM) $(PCH) $(OBJS)
+	$(RM) $(PCH) $(PCH_X) $(OBJS)
 # For Both UNIX-like OS and Microsoft Windows (MinGW/Cygwin)
 	$(RM) $(EXE) $(EXE).exe