区分 C++ 编译期与运行期：一篇就够了

1. 编译期 （Compile Time）

定义： 编译期是指从你编写的 C++ 源代码 （.cpp, .h 文件） 开始，到编译器将其转换为可执行的机器代码（例如 Windows下的.exe 文件或 Linux/macOS 下的可执行二进制文件）为止的整个过程。

执行者： C++ 编译器 （例如 g++， clang， MSVC）。

输入： C++ 源代码文件。

主要活动：

预处理 : 处理以 # 开头的指令，例如 #include （包含头文件内容）、#define （宏定义替换）、#ifdef/#endif （条件编译）。

词法分析 : 将源代码分解成一个个独立的词法单元 （tokens），如关键字 （int， class）、标识符 （myVariable）、操作符 （+， =）、字面量 （123， “hello”） 等。

语法分析 : 根据 C++ 语法规则，将词法单元组成抽象语法树 （AST），检查代码结构是否符合语法规范（例如，括号是否匹配，分号是否缺失）。

语义分析 : 检查代码的逻辑意义是否正确，进行类型检查（例如，int 不能直接赋值给 string），检查变量/函数是否已声明，检查访问权限（public/private/protected）等。

优化 : 编译器尝试改进代码，使其运行得更快或占用更少的内存，同时保持其原始逻辑不变（例如，常量折叠、循环展开、函数内联）。

代码生成： 将经过分析和优化的中间表示（通常是抽象语法树或类似结构）转换为特定目标平台（CPU 架构和操作系统）的机器代码或汇编代码。

链接 ： （严格来说，链接可以看作编译过程的最后一步或一个独立阶段） 将多个编译单元生成的对象文件 （.o 或 .obj） 以及所需的库文件链接在一起，解析外部引用，最终生成一个单一的可执行文件。

输出： 可执行文件、对象文件、库文件。

在此阶段确定的事情：

变量和函数的类型。

类的大小和内存布局（非虚）。

const 和 constexpr 变量的值。

模板的实例化。

宏展开的结果。

函数重载的决策。

错误类型： 编译期错误 （Compile-time errors）。例如：

语法错误 : 缺少分号、括号不匹配。

类型错误 : 将不兼容的类型赋值、函数参数类型不匹配。

未声明的标识符 : 使用了未声明的变量或函数。

链接错误 : 找不到函数定义、重复定义。

编译期错误会阻止程序成功生成可执行文件。

2. 运行期 （Runtime）

定义： 运行期是指可执行文件被加载到内存中并由操作系统开始执行，直到程序结束为止的阶段。

执行者： 计算机的 CPU，在操作系统的管理下。

输入： 由编译器生成的可执行机器代码，以及程序运行时需要的外部数据（如用户输入、文件内容、网络数据）。

主要活动：

程序加载： 操作系统将可执行文件从磁盘加载到内存中。

内存分配： 为程序变量分配内存空间（栈空间用于局部变量和函数调用，堆空间用于动态分配的内存，如 new）。

指令执行： CPU 按照程序的逻辑顺序执行机器指令。

与外部交互： 读取用户输入、读写文件、进行网络通信、与硬件设备交互。

动态行为：

程序终止： 程序执行完毕或遇到无法处理的错误而结束。

输出： 程序的运行结果、对文件的修改、屏幕上的输出、网络发送的数据等。

在此阶段确定的事情：

非 const/constexpr 变量的具体值（可能来自输入或计算）。

动态分配内存的地址和大小。

函数调用的实际执行路径（基于 if/else， switch， 循环条件）。

虚函数调用的具体目标函数。

程序实际运行的时间、消耗的内存。

错误类型： 运行期错误 （Runtime errors）。例如：

逻辑错误 : 程序运行结果不符合预期，但没有崩溃。

除零错误 。

空指针解引用。

数组越界访问。

内存泄漏： 分配的堆内存未释放。

栈溢出 通常由过深的递归或过大的栈上局部变量导致。

未处理的异常 。

文件未找到 。

运行期错误通常会导致程序崩溃 或产生不正确的结果。

总结区别：