C言語入門｜分業を支えるビルドシステムの仕組み

C言語入門｜分業を支えるビルドシステムの仕組み

― なぜ「ビルド」を理解すると開発が楽になるのか

これまでの学習では、
C言語の文法やポインタ、構造体などを使って、
1人でもかなり本格的なプログラムを作れるようになってきました。

しかし、プログラムが大きくなり、
複数人で手分けして開発しようとした瞬間、
こんな疑問が出てきます。

• 別々に書いたソースコードは、どうやって1つにまとめるの？
• 変更したファイルだけを効率よく作り直すことはできないの？
• そもそも「コンパイル」って、裏側では何が起きているの？

これらの疑問に答えてくれるのが、
ビルドシステムです。

開発効率を高める3つの方法（おさらい）

まず、開発効率を高める方法を整理しておきましょう。

この章では、
2と3を支える土台となる仕組みとして、
C言語のビルドシステムを学びます。

ビルドとは何か

C言語では、
ソースコードを書いただけではプログラムは実行できません。

ソースコードから、
コンピュータが直接実行できるファイル
（outファイルやexeファイル）を作る必要があります。

この一連の処理を ビルド と呼びます。

多くの人が、これをまとめて「コンパイル」と呼びがちですが、
実際にはもう少し細かい工程に分かれています。

C言語におけるビルドの全体像

C言語のビルドは、次の流れで行われています。

流れとしては、次のようになります。

ソースファイル（sample.c）
        ↓
（プリプロセッサ）
        ↓
前処理済みソース
        ↓
　（コンパイラ）
        ↓
オブジェクトファイル（sample.o）＋他のオブジェクトファイル＋各種ライブラリファイル
        ↓
　　（リンカ）
        ↓
実行可能ファイル

ここで重要なのは、
狭い意味でのコンパイルは、この中の1工程にすぎない
という点です。

分業とビルドシステムの深い関係

ビルドシステムが分業に向いている理由は、とてもシンプルです。

• 各人が別々のソースファイルを担当できる。
• それぞれのファイルを独立してコンパイルできる。
• 最後にリンカがまとめて1つの実行ファイルにする。

この仕組みがあるおかげで、

という、大きな恩恵が得られます。

C言語処理系とは何か

C言語のビルドを行うためのソフトウェア群を
C言語処理系と呼びます。

代表的なものには、次の3つがあります。

これらはいずれも、

• プリプロセッサ
• コンパイラ
• リンカ

を内部に持ち、
C言語プログラムを実行可能な形へ変換します。

Visual Studio におけるビルドの流れ（補足）

Visual Studio をインストールすると、
統合開発環境を使わず、
コマンドラインからC言語をビルドすることも可能です。
　Visual Studioを使ってコマンドラインからコンパイルを行う場合、あらかじめ用意された「開発者コマンドプロンプト」を使用すると PATH を通さなくてもコンパイルなどを実行することもできます。

Visual Studio には、

• コンパイラ（cl）
• リンカ
• 各種ライブラリ

が一式そろっており、
内部的には次のような流れでビルドが行われています。

統合開発環境では、
この一連の処理をボタン1つで実行していますが、
裏側ではC言語の標準的なビルド工程が忠実に行われている
という点は、GCCなどと同じです。

これから学ぶこと

この章では、

• プリプロセッサは何をしているのか
• オブジェクトファイルとは何か
• リンカがどのように部品を結合しているのか

を、
GCCを使った1工程ずつ確認する方法を紹介していきます。

ビルドの仕組みが理解できると、

• なぜ分業が可能なのか
• なぜ変更したファイルだけを作り直せるのか
• なぜビルド時間が短縮できるのか

が、自然と見えてくるようになります。