原生编译器与交叉编译器的区别

2025 年 4 月 21 日 | 阅读 5 分钟

编译器通过将 C++ 或 Java 等高级编程语言转换为硬件可理解的机器代码以进行执行。是使用原生编译器还是交叉编译器取决于主机平台(编译代码的平台)是否与目标平台(编译代码运行的平台)相似。在本文中,您将了解原生编译器交叉编译器。在讨论它们的区别之前,您必须了解原生编译器和交叉编译器的功能、优点和缺点。

什么是原生编译器?

原生编译器旨在专门为相同的主机平台和目标平台编译代码。例如,如果您开发一个 Windows 应用程序并在 Windows PC 上编译它以在 Windows 上运行,那么您使用的是原生编译器。

原生编译器的特性

原生编译器具有以下几项特性:

  • 平台特定定向:此类编译器在与它正在工作的同一操作系统或面向同一硬件架构上编译代码。
  • 示例:Linux 上的 GCC 为 Linux 编译代码,而 Windows 上的 MSVC(Microsoft Visual C++)为 Windows 编译代码。
  • 开发简单性:由于构建的代码在同一系统上即时运行,因此可以简化测试和调试
  • 示例应用:主要用途包括桌面、服务器和通用应用程序开发,其中开发人员在与目标用户相同的平台上工作。

原生编译器的优点

原生编译器的几个优点如下:

  • 高度优化:原生编译器的输出代码经过高度优化,并且在同一台机器上运行速度很快。
  • 易于使用:原生编译器易于配置和使用,不需要其他工具或应用程序。
  • 内存效率:与交叉编译器相比,原生编译器通常消耗的内存更少。

原生编译器的缺点

原生编译器的几个缺点如下:

  • 平台限制:它们只能为正在运行的硬件和操作系统编译代码,因此限制了它们在其他平台上的使用。
  • 跨平台开发:原生编译器不适用于跨平台开发,而跨平台开发需要编译器来为不同系统编译代码。

什么是交叉编译器?

交叉编译器在与编译器运行的平台不同的平台上生成一个平台的执行代码。例如,如果有一个在 Linux/x86 框上运行的编译器,它构建了一个要在独立的 Arduino/ARM 上运行的程序,这就是一个例子。如果编译器在 Linux 机器上运行并为 Windows 生成可执行代码,则称为交叉编译器。交叉编译器通常涉及嵌入式系统或其他目标平台,因为主机机无法访问目标平台。它们比原生编译器更难设置和使用,因为需要额外的配置和库来为目标平台生成代码。

交叉编译器的优势

交叉编译器的几个优势如下:

  • 跨平台开发:它有助于在单个开发环境中开发不同类型的软件。
  • 针对特定平台的优化:交叉编译器可以根据其目标平台优化设计的代码,从而提高性能,即使开发环境不同。
  • 适用于嵌入式系统:它特别适用于嵌入式系统开发过程,其中硬件资源可能有限。

交叉编译器的缺点

交叉编译器的几个缺点如下:

  • 复杂的配置:配置和使用交叉编译器很复杂;需要更多的软件和工具。
  • 内存使用效率:交叉编译器生成的代码可能比原生编译器生成的代码更大。
  • 所需知识:开发过程需要对目标系统的硬件和操作系统有透彻的了解,这会使其变得复杂。

原生编译器和交叉编译器之间的主要区别

Difference between Native Compiler and Cross Compiler

原生编译器交叉编译器之间存在一些主要区别。一些主要区别如下:

定义原生编译器交叉编译器
定义一种编译器,它生成将在其运行的同一台机器或平台上实现的机器代码。一种编译器,它为不运行的另一个平台生成可执行代码。
目的它用于为相同的环境创建应用程序。它用于为不同的环境创建应用程序,尤其是嵌入式系统。
示例GCC(GNU 编译器集合)在 Linux-Linux BINs;MSVC(Microsoft Visual C++)在 Windows-Windows 应用程序。GCC 为 ARM 架构生成代码,但运行在 x86 上;MinGW 用于在 Linux 上编译 Windows 应用程序
设置的复杂性它通常更容易设置和使用,需要较少的配置。它更复杂,并且需要为目标架构和环境进行适当的配置。
调试调试更容易,因为代码将在与编译后的代码相同的环境中运行。这更具挑战性,因为可能甚至需要仿真器或远程调试工具才能在目标平台上进行测试
性能它通常会为该架构生成高度优化的代码,因此速度更快。性能取决于交叉编译是否成功以及在目标平台上的任何优化。
用户友好它是不兼容的。环境就是这样运行的。不可能有兼容性考虑。
工具链复杂性很简单。标准工具和库已默认配置。更复杂;编译器/链接器和一些特定于目标的库。
编译速度它很快,因为您不必检查跨平台的兼容性或修改单个库文件的配置。在附加检查时速度稍慢,这会为任何特定架构增加配置考虑。
输出二进制文件原生二进制文件可在主机系统上执行。交叉编译的二进制文件以目标操作系统为目标进行执行。
可移植性除非源代码是平台无关的,否则可移植性受限于用户使用的平台。如果设置了适当的配置,它允许针对多个平台进行端口。
硬件依赖性您只需要目标硬件即可在原生构建上进行测试。在涉及此类开发的情况下,无法直接访问开发以生成二进制文件

结论

总而言之,原生编译器和交叉编译器之间的选择主要取决于项目的具体开发需求和目标平台。

原生编译器易于设置,因此对于在编译它们的环境中运行的应用程序来说,它经过高度优化。它们最适合桌面和服务器应用程序,其中开发人员的设置与最终用户的平台相匹配。

相比之下,交叉编译器允许开发人员在单个开发环境中创建在不同平台上运行的软件,因此是跨平台开发和嵌入式系统的重要组成部分。但是,它们需要更复杂的配置以及对目标环境更详细的理解。