NOI Linux 中的 G++ 编译

YWD2023 · 2025-11-02 22:34:09 · 科技·工程

参加 NOI 系列比赛中（如 CSP），那么熟悉 NOI Linux 下的 G++ 编译器是必不可少的。虽然平时在 Windows 上用 Dev-C++ 或者 VS Code（放心考试电脑基本不预装而且不会有 C/C++ 插件）写代码。

但是到了比赛环境下，了解如何使用 G++ 编译器以及常用的编译选项就显得尤为重要。（就算在 Windows 上写最好也可以到 Linux 上测试一下能不能运行。）

通常情况下（包括评测的时候）用的都是 G++ 编译器来编译 C++ 代码。

（一般情况下，在考试用的 Windows 的一个盘会有一个和 Linux 互通的 public 目录，可以直接把 cpp 复制进去。）

G++ 是什么？

G++ 是 GCC（GNU Compiler Collection）的 C++ 编译器。简单来说，它就是把你写的 C++ 代码翻译成计算机能执行的程序。在 NOI Linux（基于 Ubuntu）中，G++ 是默认安装好的，你可以直接在终端里使用。

（终端是 Terminal 应该不用教了吧。）

打开终端输入：

g++ --version

可以看到类似 g++ (Ubuntu 9.3.0-17ubuntu1~20.04) 9.3.0 这样的输出。

最简单的编译

假设你写了一个 hello.cpp 文件，内容大概是这样的：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    cout << "Hello, NOI!" << endl;
    return 0;
}

要把它编译成可执行文件，最简单的命令就是：

g++ hello.cpp

执行完这条命令后，你会发现当前目录下多了一个叫 a.out 的文件（这是默认的输出文件名）。运行它：

./a.out

就能看到 Hello, NOI! 的输出了。

不过这个 a.out 名字有点奇怪对吧？我们可以用 -o 参数给编译出来的程序指定一个名字：

g++ hello.cpp -o hello

这样生成的可执行文件就叫 hello 了，运行的时候也更方便：

./hello

比赛中常用的编译参数

在正式比赛中，评测系统通常会使用特定的编译参数来编译你的代码。了解这些参数很重要，因为它们会影响程序的性能和行为。通常是类似这样的：

g++ source.cpp -o program -O2 -std=c++14 -static

咱们一个一个来看这些参数都是干啥的。

-O2：开启优化

G++ 提供了好几个优化级别：

• -O0：不进行优化（这也是默认的）
• -O1：进行基本的优化
• -O2：进行更多的优化，这是比赛中最常用的
• -O3：最激进的优化
• -Os：优化代码体积

比赛中一般使用 -O2，因为它能在保证正确性的前提下显著提升程序运行速度。你的程序可能会快个几倍，这在时限卡得紧的题目中就很关键了。

举个例子，如果你写了一个暴力算法，没开优化可能会超时，但开了 -O2 后说不定就能过了（当然，更好的做法还是优化算法本身）。

g++ mycode.cpp -o mycode -O2

-std=c++14：指定 C++ 标准

C++ 一直在发展，有 C++98、C++11、C++14、C++17、C++20 等多个版本。不同版本支持的特性不太一样。

在 NOI 系列比赛中，目前（2025 年）大多数比赛使用的是 C++14 标准。这意味着你可以使用 C++11 和 C++14 的新特性，比如：

• auto 关键字
• 范围 for 循环（for (auto x : vec)）
• lambda 表达式
• 更好用的 STL 容器
• nullptr 代替 NULL

但要注意，C++17 和 C++20 的一些新特性可能就用不了了。

g++ mycode.cpp -o mycode -std=c++14

如果你不指定标准，G++ 会使用默认的标准。不过为了保险起见，建议显式指定 -std=c++14。

-static：静态链接

-static 参数会让编译器进行静态链接，把程序依赖的库都打包到可执行文件里。这样做的好处是程序不怎么依赖动态库，并且避免了动态链接可能带来的一些问题。

不过静态链接也有缺点，就是生成的可执行文件会大很多。这在比赛中一般不是问题，因为对可执行文件大小通常没有限制。

g++ mycode.cpp -o mycode -static

（其实 static 差不多，毕竟 NOI Linux 预装的 G++ 通常编译出来是可以在 NOI Linux 上运行的。）

把它们组合起来

在实际比赛中，你通常会看到这样的编译命令：

g++ mycode.cpp -o mycode -O2 -std=c++14 -static

这条命令做了这些事：

1. 编译 mycode.cpp
2. 输出文件名为 mycode
3. 开启 O2 级别优化
4. 使用 C++14 标准
5. 进行静态链接

警告信息

编译器的警告信息经常能帮你发现代码中的潜在问题。虽然有警告不代表程序一定有错（它还是能编译通过的），但很多时候警告指向的地方确实有 bug。

-Wall：显示常规警告

-Wall 会打开一大堆常见的警告选项（虽然名字是 "all"，但其实并不是所有警告）。比如：

• 变量定义了但没使用
• 函数应该返回值但没有 return 语句
• 可能的未初始化变量
• 格式化字符串和参数类型不匹配

g++ mycode.cpp -o mycode -Wall

举个例子，如果你的代码是这样的：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int x;
    cout << x << endl;  // x 没有初始化！
    return 0;
}

加了 -Wall 后编译会给出警告：

warning: 'x' is used uninitialized in this function

这就提醒你 x 在使用前应该先赋值。

-Wextra：额外的警告

-Wextra 会启用更多的警告，包括一些 -Wall 没有包含的。比如：

• 有符号数和无符号数比较
• 参数未使用（在函数定义中）
• 某些可能的逻辑错误

g++ mycode.cpp -o mycode -Wall -Wextra

注意 -Wextra 通常和 -Wall 一起使用，它们是互补的。

看个例子：

int main() {
    int a = 10;
    int b; // 没有使用！
    cout << a << endl;
}

-Wextra 会提醒你参数 b 定义了但没用到，可能是你忘了什么？

平时练习开着

g++ mycode.cpp -o mycode -O2 -std=c++14 -Wall -Wextra

虽然比赛时评测系统编译你的代码不会开这些警告，但养成习惯能让你的代码质量提高不少。很多低级错误都能在编译阶段就被发现。

当然，有时候你可能会遇到一些「假警告」——代码逻辑其实没问题，但编译器还是报警告（比如 scanf 返回值被忽略）。这种情况下你可以根据具体情况判断。但大多数时候，警告指出的问题是真实存在的。

其他实用的参数

除了上面提到的，还有一些参数在某些情况下也很有用。

-g：生成调试信息

如果你需要用 GDB 调试程序，就需要加上 -g 参数：

g++ mycode.cpp -o mycode -g

这会在生成的可执行文件中包含调试信息，让你能够用 GDB 看到源代码、设置断点、查看变量值等。

-lm：链接数学库

在某些老版本的编译器上，如果你用了 <cmath> 里的函数，可能需要显式链接数学库：

g++ mycode.cpp -o mycode -lm

不过在现代的 G++ 版本中（包括 NOI Linux 用的版本），这通常不是必需的。但了解一下也无妨。

-DDEBUG：定义宏

有时候可能想在代码里写一些调试输出，但提交时又不想让它们运行。可以这样：

#ifdef DEBUG
    cerr << "Debug info: x = " << x << endl;
#endif

编译时加上 -DDEBUG 就会定义一个编译时宏，就会启用这些调试代码：

g++ mycode.cpp -o mycode -DDEBUG

不加就不会编译这部分代码。这在调试时很方便。

完整的比赛编译命令

总结一下，如果你要完全模拟 NOI 系列比赛的编译环境，使用这条命令：

g++ source.cpp -o program -O2 -std=c++14 -static

（如果你还想要警告信息帮助你检查代码）：

g++ source.cpp -o program -O2 -std=c++14 -static -Wall -Wextra

一些实用技巧

保存编译命令

每次都敲这么长的命令很麻烦对吧？你可以把它保存成一个脚本文件。创建一个 compile.sh 文件：

#!/bin/bash
g++ $1.cpp -o $1 -O2 -std=c++14 -static -Wall -Wextra

然后给它添加执行权限：

chmod +x compile.sh

以后编译的时候只需要：

./compile.sh mycode

就会自动编译 mycode.cpp 生成 mycode 可执行文件了。

编译并运行

如果你想编译完立即运行，可以用 && 连接命令：

g++ mycode.cpp -o mycode -O2 -std=c++14 && ./mycode

只有编译成功了才会运行程序。

批量编译

有时候你可能需要编译多个文件，可以用循环：

for i in *.cpp; do
    g++ $i -o ${i%.cpp} -O2 -std=c++14 -static
done

这会把当前目录下所有的 .cpp 文件都编译一遍。

常见问题和注意事项

编译错误 vs 运行错误

编译错误是指代码语法有问题，G++ 无法将其翻译成可执行文件。这时候需要根据错误信息修改代码。

运行错误是指程序能编译通过，但运行时出了问题（比如数组越界、除零等）。这就需要调试了。

不要过度依赖优化

虽然 -O2 很强大，但不要用它来掩盖算法的低效。如果你的算法复杂度就是不够，再怎么优化编译选项也无济于事。该优化算法还是得优化算法。

写在最后

建议在日常练习中就使用和比赛一致的编译选项和编译器，这样能更好地模拟考场环境，避免「本地能过，考场 WA」的尴尬情况。