为什么 C++ Hello World 二进制文件比等效的 C 二进制文件大？

Question

Bjarne Stroustrup 在他的常见问题解答中说，当使用 gcc -O2 编译时，使用 C 和 C++ 的 hello world 的文件大小是相同的。

参考：http://www.stroustrup.com/bs_faq.html#Hello-world

我决定试试这个，这里是 C 版本：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
    printf("Hello world!\n");
    return 0;
}

这里是 C++ 版本

#include <iostream>

int main(int argc, char* argv[])
{
    std::cout << "Hello world!\n"; 
    return 0;
}

我这里编译，大小不一样：

r00t@wutdo:~/hello$ ls
hello.c  hello.cpp
r00t@wutdo:~/hello$ gcc -O2 hello.c -o c.out
r00t@wutdo:~/hello$ g++ -O2 hello.cpp -o cpp.out
r00t@wutdo:~/hello$ ls -l
total 32
-rwxr-xr-x 1 r00t r00t 8559 Sep  1 18:00 c.out
-rwxr-xr-x 1 r00t r00t 8938 Sep  1 18:01 cpp.out
-rw-r--r-- 1 r00t r00t   95 Sep  1 17:59 hello.c
-rw-r--r-- 1 r00t r00t  117 Sep  1 17:59 hello.cpp
r00t@wutdo:~/hello$ size c.out cpp.out
   text    data     bss     dec     hex filename
   1191     560       8    1759     6df c.out
   1865     608     280    2753     ac1 cpp.out

我用\n 替换了std::endl，它使二进制文件更小。我认为这么简单的东西会被内联，但我很失望它不是。

哇，优化后的程序集有数百行程序集输出？我可以使用 sys_write 用 5 个汇编指令编写 hello world，所有额外的东西是怎么回事？为什么 C 会在堆栈上放一些额外的东西来设置？我的意思是，就像 50 字节的汇编与 8kb 的 C 一样，为什么？

Answer 1

您正在查看容易被误解的混合信息。 8559 和 8938 字节的文件大小在很大程度上没有意义，因为它们大多是带有符号名称和其他杂项信息的标头，至少用于最小的调试目的。 有点有意义的数字是您稍后添加的size(1) 输出：

r00t@wutdo:~/hello$ size c.out cpp.out
   text    data     bss     dec     hex filename
   1191     560       8    1759     6df c.out
   1865     608     280    2753     ac1 cpp.out

您可以通过使用-A 选项来获得更详细的细分size，但简而言之，这里的差异相当微不足道。

更有趣的是，Bjarne Stroustrup 从未提及他是在谈论静态链接还是动态链接。在您的情况下，这两个程序都是动态链接的，因此大小差异与 stdio 或 iostream 的实际大小成本无关；您只是在测量调用代码的成本，或者（更可能的是，基于其他 cmets/answer）C++ 异常处理支持的基本开销。现在，有一个普遍的说法是，基于静态链接的 C++ iostream 的 hello world 甚至可以比基于 printf 的 hello world 更小，因为编译器可以准确地看到使用了 operator<< 的哪些重载版本并优化了不需要的代码（例如昂贵的浮点打印），而printf 对格式字符串的使用使得这在一般情况下很困难，在一般情况下是不可能的。但是，我从未见过 C++ 实现，其中静态链接的基于 iostream 的 hello 程序可以接近与 C 中基于 printf 的程序一样小，甚至更小。

Answer 2

我认为他将半 KB 视为舍入错误。两者都是“9 KB”，这就是您在典型文件浏览器中看到的内容。它们并不完全相同，因为在底层，C 和 C++ 库是完全不同的。如果您已经熟悉您的反汇编程序，您可以自己查看差异的详细信息。

“额外的东西”是为了从标准库 shlib 中导入符号，并处理 C++ 异常。奇怪的是，大部分 GCC 编译的 C 可执行文件都被 C++ 异常处理表占用了。我还没有弄清楚如何使用 GCC 剥离它们。

endl 是内联的，但它包含打印\n 字符和刷新流的调用，这些调用不是内联的。大小的差异是由于从标准库中导入的。

事实上，在任何具有动态加载库的系统上，单个千字节很少重要。嵌入式系统等自包含代码需要包含其使用的标准库功能，而 C++ 标准库往往比其 C 对应物更重——尤其是 <iostream> 与 <stdio.h>。