Question

我们可以说C ++与平台有关吗？

我知道C ++使用编译器，那些编译器对于不同的平台是不同的。当我们使用编译器编译C ++代码时，例如：在Windows上，创建 .EXE 格式文件。

为什么 .EXE 文件依赖于OS /平台？

.EXE文件内的格式是什么？

为什么我们不能在其他平台上运行它？

Answer 1

这实际上是一个相对广泛的话题。为简单起见，它归结为两件事：操作系统和CPU架构。

首先，* .exe通常只有Windows，因为它是二进制代码，Windows操作系统知道如何执行。此外，操作系统知道如何将其转换为适当的体系结构代码（这就是为什么Windows是＆＃34;只是兼容＆＃34;）。请注意，还有更多内容正在进行中，但这是（非常）对正在发生的事情的高级抽象。

现在，编译器将采用C ++代码并为架构生成相应的汇编代码（即x86，MIPS等）。通常编译器也有一个汇编程序（或者它可以依赖的汇编程序）。汇编器链接代码并生成硬件可以执行的二进制代码。有关该主题的更多信息，请查看有关热电联产的更多信息。

附加说明

考虑不依赖于平台的Java。 Java编译器生成Java字节码，该字节码在Java虚拟机（JVM）上运行。重要的是要注意，只要您希望运行Java应用程序，就必须运行Java虚拟机。由于预编译的JVM知道如何操作您的操作系统和CPU架构，因此它可以运行其Java字节码并有效地为您的特定系统运行相应的操作。

在已编译的二进制文件（即来自C ++代码的文件）中，您有系统字节码。因此，Java为您模拟的指令直接硬编码为.exe或您正在使用的任何二进制格式。请考虑以下示例：

请注意，此Java代码最终必须在JVM中运行，并且不能独立运行。

Java Code:
System.out.println("hello") (To be compiled)

Compiled Java bytecode:
Print "hello" (To be run in JVM)

JVM:
(... some translation, maybe to architecture code - I forget exactly ...)
system_print_code "hello" (JVM translation to CPU specific)

与C ++（可以在独立模式下运行）：

C++ Code:
cout<< "hello";

Architecture Code:
some_assembly_routine "hello"

Binary output:
system_print_code "hello"

一个真实的例子

如果您对现实生活中的实际情况感到好奇，我在下面列出了一个。

C ++来源 我把它放在一个名为hello.cpp

的文件中

#include <iostream>

int main() {
  using namespace std;
  cout << "Hello world!" << endl;
  return 0;
}

程序集（从C ++源代码生成） 通过g++ -S hello.cpp

生成

    .file   "test.c"
    .section    .rodata
    .type   _ZStL19piecewise_construct, @object
    .size   _ZStL19piecewise_construct, 1
_ZStL19piecewise_construct:
    .zero   1
    .local  _ZStL8__ioinit
    .comm   _ZStL8__ioinit,1,1
.LC0:
    .string "Hello world!"
    .text
    .globl  main
    .type   main, @function
main:
.LFB1493:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6
    leaq    .LC0(%rip), %rsi
    leaq    _ZSt4cout(%rip), %rdi
    call    _ZStlsISt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIcT_ES5_PKc@PLT
    movq    %rax, %rdx
    movq    _ZSt4endlIcSt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIT_T0_ES6_@GOTPCREL(%rip), %rax
    movq    %rax, %rsi
    movq    %rdx, %rdi
    call    _ZNSolsEPFRSoS_E@PLT
    movl    $0, %eax
    popq    %rbp
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
.LFE1493:
    .size   main, .-main
    .type   _Z41__static_initialization_and_destruction_0ii, @function
_Z41__static_initialization_and_destruction_0ii:
.LFB1982:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6
    subq    $16, %rsp
    movl    %edi, -4(%rbp)
    movl    %esi, -8(%rbp)
    cmpl    $1, -4(%rbp)
    jne .L5
    cmpl    $65535, -8(%rbp)
    jne .L5
    leaq    _ZStL8__ioinit(%rip), %rdi
    call    _ZNSt8ios_base4InitC1Ev@PLT
    leaq    __dso_handle(%rip), %rdx
    leaq    _ZStL8__ioinit(%rip), %rsi
    movq    _ZNSt8ios_base4InitD1Ev@GOTPCREL(%rip), %rax
    movq    %rax, %rdi
    call    __cxa_atexit@PLT
.L5:
    nop
    leave
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
.LFE1982:
    .size   _Z41__static_initialization_and_destruction_0ii, .-_Z41__static_initialization_and_destruction_0ii
    .type   _GLOBAL__sub_I_main, @function
_GLOBAL__sub_I_main:
.LFB1983:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6
    movl    $65535, %esi
    movl    $1, %edi
    call    _Z41__static_initialization_and_destruction_0ii
    popq    %rbp
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
.LFE1983:
    .size   _GLOBAL__sub_I_main, .-_GLOBAL__sub_I_main
    .section    .init_array,"aw"
    .align 8
    .quad   _GLOBAL__sub_I_main
    .hidden __dso_handle
    .ident  "GCC: (GNU) 7.2.1 20171128"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

二进制输出（从程序集生成） 这是通过g++ -c以十六进制形式生成的二进制输出的未链接形式（即，尚未完全填充符号位置）。我使用xxd生成了十六进制表示。

00000000: 7f45 4c46 0201 0100 0000 0000 0000 0000  .ELF............
00000010: 0100 3e00 0100 0000 0000 0000 0000 0000  ..>.............
00000020: 0000 0000 0000 0000 0807 0000 0000 0000  ................
00000030: 0000 0000 4000 0000 0000 4000 0f00 0e00  ....@.....@.....
00000040: 5548 89e5 488d 3500 0000 0048 8d3d 0000  UH..H.5....H.=..
00000050: 0000 e800 0000 0048 89c2 488b 0500 0000  .......H..H.....
00000060: 0048 89c6 4889 d7e8 0000 0000 b800 0000  .H..H...........
00000070: 005d c355 4889 e548 83ec 1089 7dfc 8975  .].UH..H....}..u
00000080: f883 7dfc 0175 3281 7df8 ffff 0000 7529  ..}..u2.}.....u)
00000090: 488d 3d00 0000 00e8 0000 0000 488d 1500  H.=.........H...
000000a0: 0000 0048 8d35 0000 0000 488b 0500 0000  ...H.5....H.....
000000b0: 0048 89c7 e800 0000 0090 c9c3 5548 89e5  .H..........UH..
000000c0: beff ff00 00bf 0100 0000 e8a4 ffff ff5d  ...............]
000000d0: c300 4865 6c6c 6f20 776f 726c 6421 0000  ..Hello world!..
000000e0: 0000 0000 0000 0000 0047 4343 3a20 2847  .........GCC: (G
000000f0: 4e55 2920 372e 322e 3120 3230 3137 3131  NU) 7.2.1 201711
00000100: 3238 0000 0000 0000 1400 0000 0000 0000  28..............
00000110: 017a 5200 0178 1001 1b0c 0708 9001 0000  .zR..x..........
00000120: 1c00 0000 1c00 0000 0000 0000 3300 0000  ............3...
00000130: 0041 0e10 8602 430d 066e 0c07 0800 0000  .A....C..n......
00000140: 1c00 0000 3c00 0000 0000 0000 4900 0000  ....<.......I...
00000150: 0041 0e10 8602 430d 0602 440c 0708 0000  .A....C...D.....
00000160: 1c00 0000 5c00 0000 0000 0000 1500 0000  ....\...........
00000170: 0041 0e10 8602 430d 0650 0c07 0800 0000  .A....C..P......
00000180: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
00000190: 0000 0000 0000 0000 0100 0000 0400 f1ff  ................
000001a0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
000001b0: 0000 0000 0300 0100 0000 0000 0000 0000  ................
000001c0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0300 0300  ................
000001d0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
000001e0: 0000 0000 0300 0400 0000 0000 0000 0000  ................
000001f0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0300 0500  ................
00000200: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
00000210: 0800 0000 0100 0500 0000 0000 0000 0000  ................
00000220: 0100 0000 0000 0000 2300 0000 0100 0400  ........#.......
00000230: 0000 0000 0000 0000 0100 0000 0000 0000  ................
00000240: 3200 0000 0200 0100 3300 0000 0000 0000  2.......3.......
00000250: 4900 0000 0000 0000 6200 0000 0200 0100  I.......b.......
00000260: 7c00 0000 0000 0000 1500 0000 0000 0000  |...............
00000270: 0000 0000 0300 0600 0000 0000 0000 0000  ................
00000280: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0300 0900  ................
00000290: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
000002a0: 0000 0000 0300 0a00 0000 0000 0000 0000  ................
000002b0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0300 0800  ................
000002c0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
000002d0: 7100 0000 1200 0100 0000 0000 0000 0000  q...............
000002e0: 3300 0000 0000 0000 7600 0000 1000 0000  3.......v.......
000002f0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
00000300: 8000 0000 1000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
00000310: 0000 0000 0000 0000 9600 0000 1000 0000  ................
00000320: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
00000330: ce00 0000 1000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
00000340: 0000 0000 0000 0000 0901 0000 1000 0000  ................
00000350: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
00000360: 1a01 0000 1000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
00000370: 0000 0000 0000 0000 3201 0000 1002 0000  ........2.......
00000380: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
00000390: 3f01 0000 1000 0000 0000 0000 0000 0000  ?...............
000003a0: 0000 0000 0000 0000 5701 0000 1000 0000  ........W.......
000003b0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
000003c0: 0074 6573 742e 6300 5f5a 5374 4c31 3970  .test.c._ZStL19p
000003d0: 6965 6365 7769 7365 5f63 6f6e 7374 7275  iecewise_constru
000003e0: 6374 005f 5a53 744c 385f 5f69 6f69 6e69  ct._ZStL8__ioini
000003f0: 7400 5f5a 3431 5f5f 7374 6174 6963 5f69  t._Z41__static_i
00000400: 6e69 7469 616c 697a 6174 696f 6e5f 616e  nitialization_an
00000410: 645f 6465 7374 7275 6374 696f 6e5f 3069  d_destruction_0i
00000420: 6900 5f47 4c4f 4241 4c5f 5f73 7562 5f49  i._GLOBAL__sub_I
00000430: 5f6d 6169 6e00 5f5a 5374 3463 6f75 7400  _main._ZSt4cout.
00000440: 5f47 4c4f 4241 4c5f 4f46 4653 4554 5f54  _GLOBAL_OFFSET_T
00000450: 4142 4c45 5f00 5f5a 5374 6c73 4953 7431  ABLE_._ZStlsISt1
00000460: 3163 6861 725f 7472 6169 7473 4963 4545  1char_traitsIcEE
00000470: 5253 7431 3362 6173 6963 5f6f 7374 7265  RSt13basic_ostre
00000480: 616d 4963 545f 4553 355f 504b 6300 5f5a  amIcT_ES5_PKc._Z
00000490: 5374 3465 6e64 6c49 6353 7431 3163 6861  St4endlIcSt11cha
000004a0: 725f 7472 6169 7473 4963 4545 5253 7431  r_traitsIcEERSt1
000004b0: 3362 6173 6963 5f6f 7374 7265 616d 4954  3basic_ostreamIT
000004c0: 5f54 305f 4553 365f 005f 5a4e 536f 6c73  _T0_ES6_._ZNSols
000004d0: 4550 4652 536f 535f 4500 5f5a 4e53 7438  EPFRSoS_E._ZNSt8
000004e0: 696f 735f 6261 7365 3449 6e69 7443 3145  ios_base4InitC1E
000004f0: 7600 5f5f 6473 6f5f 6861 6e64 6c65 005f  v.__dso_handle._
00000500: 5a4e 5374 3869 6f73 5f62 6173 6534 496e  ZNSt8ios_base4In
00000510: 6974 4431 4576 005f 5f63 7861 5f61 7465  itD1Ev.__cxa_ate
00000520: 7869 7400 0000 0000 0700 0000 0000 0000  xit.............
00000530: 0200 0000 0500 0000 fdff ffff ffff ffff  ................
00000540: 0e00 0000 0000 0000 0200 0000 0f00 0000  ................
00000550: fcff ffff ffff ffff 1300 0000 0000 0000  ................
00000560: 0400 0000 1100 0000 fcff ffff ffff ffff  ................
00000570: 1d00 0000 0000 0000 2a00 0000 1200 0000  ........*.......
00000580: fcff ffff ffff ffff 2800 0000 0000 0000  ........(.......
00000590: 0400 0000 1300 0000 fcff ffff ffff ffff  ................
000005a0: 5300 0000 0000 0000 0200 0000 0400 0000  S...............
000005b0: fcff ffff ffff ffff 5800 0000 0000 0000  ........X.......
000005c0: 0400 0000 1400 0000 fcff ffff ffff ffff  ................
000005d0: 5f00 0000 0000 0000 0200 0000 1500 0000  _...............
000005e0: fcff ffff ffff ffff 6600 0000 0000 0000  ........f.......
000005f0: 0200 0000 0400 0000 fcff ffff ffff ffff  ................
00000600: 6d00 0000 0000 0000 2a00 0000 1600 0000  m.......*.......
00000610: fcff ffff ffff ffff 7500 0000 0000 0000  ........u.......
00000620: 0400 0000 1700 0000 fcff ffff ffff ffff  ................
00000630: 0000 0000 0000 0000 0100 0000 0200 0000  ................
00000640: 7c00 0000 0000 0000 2000 0000 0000 0000  |....... .......
00000650: 0200 0000 0200 0000 0000 0000 0000 0000  ................
00000660: 4000 0000 0000 0000 0200 0000 0200 0000  @...............
00000670: 3300 0000 0000 0000 6000 0000 0000 0000  3.......`.......
00000680: 0200 0000 0200 0000 7c00 0000 0000 0000  ........|.......
00000690: 002e 7379 6d74 6162 002e 7374 7274 6162  ..symtab..strtab
000006a0: 002e 7368 7374 7274 6162 002e 7265 6c61  ..shstrtab..rela
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000009a0: 0801 0000 0000 0000 7800 0000 0000 0000  ........x.......
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000009e0: 4806 0000 0000 0000 4800 0000 0000 0000  H.......H.......
000009f0: 0c00 0000 0a00 0000 0800 0000 0000 0000  ................
00000a00: 1800 0000 0000 0000 0100 0000 0200 0000  ................
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00000a60: c003 0000 0000 0000 6401 0000 0000 0000  ........d.......
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00000aa0: 9006 0000 0000 0000 7200 0000 0000 0000  ........r.......
00000ab0: 0000 0000 0000 0000 0100 0000 0000 0000  ................
00000ac0: 0000 0000 0000 0000                      ........

这些说明对应于x86_64机器。如果您有兴趣跟进并匹配操作码，则可以look at this reference或download the Intel manual完整。同样，它是一个ELF文件，因此您可以观察到我们看到了我们期望的内容（即启动幻数0x7f等）。

在任何情况下，一旦链接到系统（即运行g++ test.cpp或g++ test.s或g++ test.o），此可执行文件将直接在您的操作系统上运行。此操作系统与操作系统之间没有其他转换层。即便如此，操作系统仍然会执行操作系统，如抽象硬件接口，管理系统资源等。

将此问题与原始问题联系起来，输出二进制文件在Windows机器上看起来会有很大不同（对于相同的C ++代码）。至少，在Windows机器上，您可能会看到Portable Executable (PE) format中明显不是ELF的文件。

这与以下需要运行JVM的Java示例不同：

Java源文件 它位于名为Test.java

的文件中

package mytest;

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Hello world!");
  }
}

Java字节代码（从Java源代码生成） 这是通过运行javac -d . Test.java并运行输出文件（即mytest/Test.class）到xxd

生成的

00000000: cafe babe 0000 0034 001d 0a00 0600 0f09  .......4........
00000010: 0010 0011 0800 120a 0013 0014 0700 1507  ................
00000020: 0016 0100 063c 696e 6974 3e01 0003 2829  .....<init>...()
00000030: 5601 0004 436f 6465 0100 0f4c 696e 654e  V...Code...LineN
00000040: 756d 6265 7254 6162 6c65 0100 046d 6169  umberTable...mai
00000050: 6e01 0016 285b 4c6a 6176 612f 6c61 6e67  n...([Ljava/lang
00000060: 2f53 7472 696e 673b 2956 0100 0a53 6f75  /String;)V...Sou
00000070: 7263 6546 696c 6501 0009 5465 7374 2e6a  rceFile...Test.j
00000080: 6176 610c 0007 0008 0700 170c 0018 0019  ava.............
00000090: 0100 0c48 656c 6c6f 2077 6f72 6c64 2107  ...Hello world!.
000000a0: 001a 0c00 1b00 1c01 000b 6d79 7465 7374  ..........mytest
000000b0: 2f54 6573 7401 0010 6a61 7661 2f6c 616e  /Test...java/lan
000000c0: 672f 4f62 6a65 6374 0100 106a 6176 612f  g/Object...java/
000000d0: 6c61 6e67 2f53 7973 7465 6d01 0003 6f75  lang/System...ou
000000e0: 7401 0015 4c6a 6176 612f 696f 2f50 7269  t...Ljava/io/Pri
000000f0: 6e74 5374 7265 616d 3b01 0013 6a61 7661  ntStream;...java
00000100: 2f69 6f2f 5072 696e 7453 7472 6561 6d01  /io/PrintStream.
00000110: 0007 7072 696e 746c 6e01 0015 284c 6a61  ..println...(Lja
00000120: 7661 2f6c 616e 672f 5374 7269 6e67 3b29  va/lang/String;)
00000130: 5600 2100 0500 0600 0000 0000 0200 0100  V.!.............
00000140: 0700 0800 0100 0900 0000 1d00 0100 0100  ................
00000150: 0000 052a b700 01b1 0000 0001 000a 0000  ...*............
00000160: 0006 0001 0000 0003 0009 000b 000c 0001  ................
00000170: 0009 0000 0025 0002 0001 0000 0009 b200  .....%..........
00000180: 0212 03b6 0004 b100 0000 0100 0a00 0000  ................
00000190: 0a00 0200 0000 0500 0800 0600 0100 0d00  ................
000001a0: 0000 0200 0e                             .....

正如人们所料，字节码输出starts with 0xCAFEBABE。

然而，这里的关键区别是此代码无法直接运行。它仍然是二进制输出，但它并不打算由操作系统直接执行。如果您尝试在系统上没有JVM的情况下运行此操作，则只会出现错误。但是，此代码可以在包含兼容 JVM的任何操作系统上运行。兼容JVM的集合取决于您set your source and target的方式。默认情况下，它等同于您用于编译的Java版本。在这种情况下，我使用Java 8。

这种方法的工作原理是为每个系统专门编译JVM（类似于上面的C ++示例），将其二进制Java字节代码转换为系统现在可以执行的内容。

在一天结束时，没有免费午餐 - 正如DanielKO在评论中提到的那样，JVM仍然是一个平台＆＃34;但它比操作系统高一级，所以看起来更容易携带。最终，在某个地方，代码必须转换为对您的特定操作系统系列和CPU架构有效的指令。但是，对于Java和JVM，您只需为所有系统风格编译单个应用程序（即JVM本身）。在那时，写在JVM之上的所有内容都有系统支持＆＃34;免费＆＃34;可以这么说（只要您的应用程序完全用Java编写，并且不使用本机接口等）。

正如我之前提到的，这个信息有很多警告:)这是一个非常简单的例子，旨在说明你可能实际观察到的内容。也就是说，我们没有调用本机代码，使用自定义JVM代理或其他任何可能会略微影响此答案的内容。然而，一般来说，这些更常见的是特殊情况和＃34;除非你理解为什么和（希望）它们对便携性的影响，否则你不会经常使用这些东西。

Answer 2

C ++不依赖于平台 - 事实上，所有供应商都试图实施一个标准。你的意思是产生的EXECUTABLE是平台相关的。这是因为每个OS对有效可执行文件的构成有不同的定义和要求。此外，每个操作系统都有一组不同的API，用于实现需要通过C ++链接器和编译器链接的核心服务。但这与C ++作为一种语言无关。

Answer 3

使C ++这样的语言“独立于平台”的原因在于它不依赖于特定CPU架构非常青睐的语言结构。例如，相反，汇编语言非常特定于CPU架构和指令集。 C ++编译器的前端（解析和语义分析）对于它所针对的任何计算平台可以是相同的或基本相同的。但是，仍然需要一个平台或CPU特定的代码生成器（例如，用于x86，ARM等）。

EXE是专门为DOS / Windows平台编译和代码生成的二进制文件。它的结构是DOS / Windows系统所知的，它包含有关如何在内存中找到可执行文件的信息，以及特定于CPU /平台的所有指令代码，以便它运行。如Oleksandr所示，其特定格式可以在维基百科上找到。

Answer 4

实际上C ++不依赖于平台，但它产生的输出是.exe或其他格式，这取决于您使用的平台。所以简单地说C ++的代码是独立于平台的，只是编译后的输出是依赖的。

Answer 5

C ++本身并不依赖于平台，但可以通过调用Windows和/或仅Linux的API来编写与C ++相关的平台相关代码。如果您使用仅限Microsoft的C ++扩展等，也可以锁定到特定平台。

给定平台的可执行格式是一个完全不同的联盟。

Answer 6

C ++不依赖于平台。

除了Windows之外还有其他平台。

除了Windows运行的X86或Pentium之外，还有其他处理器。

这是一个名为“嵌入式系统”的领域，它在许多其他种类和品牌的操作系统和处理器上使用C ++语言。例如，有DSP，旧的8051和ARM系列。

发明高级语言的原因是程序可以编写一次，但编译（翻译）到其他平台。例如，可以为PDP机器，Windows，Mac，Unix，Vrtx，Windriver，ARM处理器编译独立于平台的C ++程序，所有这些都无需更改程序。

通常，可执行文件取决于平台。

Answer 7

任何编程语言都有两个重要方面（例如C ++）这个问题触及了：

如何告诉计算机执行您想要的操作。
计算机是如何完成你告诉它的。

第二个方面始终依赖于平台，因为计算机必须使用适用于该计算机的特定处理器体系结构和操作系统的机器代码，系统库等。 / p>

第一个方面可能依赖于平台，也可能不依赖于平台，具体取决于语言以及您如何使用它。

所以* .exe文件是一个依赖于平台的东西，因为它确切地说明了计算机将如何做你告诉它做的事情。但* .exe文件不是C ++;它可以用其他编程语言编译。

C ++程序可能依赖于平台，也可能不依赖于平台。如果在Windows上调用编译器提供的函数而不在其他操作系统中调用，则C ++程序将仅在Windows上编译。这是一个平台依赖。但是如果你避免调用那些平台相关的函数，你可以在任何地方编译C ++程序。

C ++平台依赖吗？

7 个答案:

一个真实的例子