1. Xcode 創建 C++ 項目

Xcode （版本 4.6.3）默認支持創建 C++ 項目，步驟很簡單：
打開 Xcode，新建一個項目；
在 OS X 中的 Application 中選擇 Command Line Tool；

然後，在接下來的項目設置中，將 Type 設置為 C++；

如果你不需要用到 ARC 的話，取消勾選（C++ 裏用不到）；
這樣，就在 Xcode 裏創建了一個基本的 C++ 項目，Run ：

需要註意的是， Xcode 默認的 C++ 編譯器是 Apple LLVM Compiler（4.6.3 的版本為 4.2）也就是 Clang，默認的 C++ 標準庫 為 libc++（Clang 提供的標準庫），目前已經支持 C++ 11 （先前的 C++0x）標準。Xcode 同時也提供 LLVM GCC 編譯器，其附帶的 C++ 標準庫為 libstdc++（GNU C++ 標準庫）。在引入一些第三方庫的時候，需要註意這些選擇，如 OpenCV，可能就需要將標準庫設置為 libstdc++。
IDE 由於集成了如文檔、自動補全、可視化的環境配置等特性，很方便用於項目開發，但如果不用 IDE ，那怎樣直接使用命令行編譯 C++ 項目？很簡單，直接使用編譯器。

2. C++ 編譯過程

在介紹編譯器之前，先簡單地說一下 C++ 的編譯過程，以便理解編譯器的工作。
編譯（compiling）並不意味著只創建僅僅一個可執行文件。創建一個可執行文件是一個多級過程，其中最重要的過程是預處理（preprocessing），編譯（compliation）和鏈接（linking）。從源代碼文件到一個可執行文件的整個過程，最好的說法是 build（中文翻譯的話，有叫生成，有叫編譯鏈接，也有叫構建）。compiling 僅僅是 build 過程的一部分，但你經常會碰到許多人把 compile 指代整個過程。通常情況下，你不需要為這幾個過程運行單獨的命令，編譯器自己會調用，如預處理器。

2.1 預處理

build 過程的第一步就是編譯器運行 C 預處理器，目的是對代碼文件進行文本上的處理。它會處理頭文件包含指令（#include），條件編譯指令（#ifdef……#endif）和宏（#define），這些指令叫做預處理指令，都以井字符 # 開頭。編譯器本身是絕對看不到這些預處理指令的。
比如：

1. #include <iostream>

這句代碼會告訴預處理指令，要把 iostream 的文件內容抓去到當前文件，你每包含一個頭文件，它就會把這個頭文件的內容粘貼到這個文件中，然後把 #include 指令移除。

1. #define MY_NAME "Alex"

宏就是一個被其它內容（可能比較復雜）替換掉的字符串內容，此時預處理器會把下面的代碼：

1. cout << "Hello" << MY_NAME << endl;

展開成：

1. cout << "Hello" << "Alex" << endl;

由於預處理器在編譯器之前處理代碼，它也可以用來移除代碼——有時，你會要在代碼裏執行某些測試代碼。你可以告訴預處理器，如果定義了某個宏，則包含某些代碼。然後，如果你想執行這個代碼，就定義這個宏，否則就移除掉這個宏的定義。

#include <iostream>  
#define DEBUG  
using namespace std;  
int main()  
{  
int x;  
int y;  
cout << "Enter value for x: ";  
cin >> x;  
cout << "Enter value for y: ";  
cin >> y;  
x *= y;  
#ifdef DEBUG  
cout << "x: " << x << ‘\n‘ << "y: "<< y;  
#endif   
}  

如果你不想執行變量的打印，那麽只需簡單註釋掉 #define DEBUG 就行。
同樣地，你也可以用 #ifndef 來改變條件——如果沒有定義……這個方法通常用在引入多個頭文件的時候。

2.2 編譯

編譯意味著把一個源文件（.cpp）轉變成一個對象文件（object，.o 或 .obj）。
一個對象文件會把你程序裏的每一個函數，封裝成一個計算機處理器能理解的形式——機器指令（machine language instructions）。每一個源文件都是單獨編譯過的，即對象文件包含的機器代碼都是編譯過的源代碼。比如，你有三個源文件，經過編譯，生成了三個對象文件，每一個對象文件都包含了各自對應的機器代碼。
但你還不能運行它們，這時候，就需要鏈接器了。

2.3 鏈接

鏈接（Linking），是把一堆對象文件和庫（有時也可能僅僅是一個對象文件，但也需要鏈接）創建成一個單獨的可執行文件（比如 .exe 或 .dll）。
鏈接器通過一種適當的格式創建一個可執行的文件，並傳遞每個獨立的對象文件內容到一個可執行的結果。鏈接器也處理含有對象文件源代碼之外的其它函數的引用，比如 C++ 標準庫裏的函數。當你調用了一個 C++ 標準庫的函數，如 cout << “Hi”，你就在使用一個自己代碼中沒有定義的函數，它被定義在一個相關的對象文件中，但這是由編譯器提供的，並不屬於你。在編譯時，編譯器知道這個函數是有效的，因為你引出了 iostream 頭文件，但由於這個函數不是 cpp 文件的一部分，編譯器就會在調用樹（call tree）留下一個存根（stub），鏈接器會遍歷對象文件，針對每一個存根，它會找到正確的函數地址，然後從已鏈接過的其它對象文件中，用正確的地址替換掉對應的存根。
這個過程有時也叫做修正（fixup）。當你把你的程序分離成多個源文件時，你就會利用鏈接器來修正所有在源文件中調用過的函數。如果鏈接器找不到這個函數的位置，它就會生成一個 undefined function error，即便代碼被編譯器通過了，也不意味著代碼是正確的。鏈接器是首先以全局的視角來探測這種錯誤的。

3. GCC 和 LLVM

Mac 下，如果你安裝了 Xcode ，那麽你就擁有了 LLVM 和 GCC 兩大編譯工具。
3.1 LLVM
LLVM，原來叫做 「Low Level Virtual Machine」，該項目的領導者和最初作者是 Chris Lattner 和 Vikram Adve，在 2000年的開始於 伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校（University of Illinois at Urbana-Champaign），2005年，Apple 雇傭了 Chris Lattner，成立了一個團隊專註於 LLVM 系統在 Apple 開發系統上的各種使用。LLVM 目前是 Apple 的 Mac OSX 和 iOS 的開發工具的重要部分。
LLVM 項目是一個綜合項目（umbrella project），它包括了一系列開發工具相關的技術，如：
編譯器，Clang，LLVM 原生的 C/C++/Objective-C 編譯器，旨在提供一個快速的編譯器
調試器，LLDB，在 LLVM 和 Clang 的基礎上構建的一個調試器
JIT 系統，VMKit， Java 和 .NET 虛擬機的 LLVM 技術實現
優化器，DragonEgg，集成了 LLVM 的優化器和搭配 GCC 解析工具的代碼產生器
……
3.2 GCC
GCC，全稱為 GNU Complier Collection，GCC 是 GNU Project 的關鍵組成部分，是由自由軟件之父 Richard Stallman 在 1983 年9月27日於麻省理工大學發起的，旨在給一切計算機用戶提供自由、可控的計算環境，用戶可以自由的運行、分享、學習以及修改軟件，即自由軟件。
GCC 最初叫做 GNU C Compiler ，只支持 C 語言的編譯，1.0 之後開始支持 C++，再隨後支持了 Objective-C，Objective-C++，Fortran，Java，Ada，Go等其他語言。
至於選擇哪個作為首選，則看具體情況了。
GCC 歷史悠久，支持較為廣泛，且目前許多開源項目都是直接使用 GCC 作為編譯器的。當然，Clang 同為開源項目，可以跨平臺使用，而 Clang 相對 GCC 的優勢： 編譯速度快：在某些平臺上，Clang 的編譯速度顯著的快過 GCC。 占用內存小：Clang 生成的 AST 所占用的內存是 GCC 的五分之一左右。 模塊化設計：Clang 采用基於庫的模塊化設計，易於 IDE 集成及其他用途的重用。 診斷信息可讀性強：在編譯過程中，Clang 創建並保留了大量詳細的元數據 (metadata)，有利於調試和錯誤報告。 設計清晰簡單，容易理解，易於擴展增強。與代碼基礎古老的 GCC 相比，學習曲線平緩。

Clang 下編譯一個 C++ 代碼：

GCC 下編譯：

兩者用法類似。gcc 和 clang 有類似的編譯選項命令，通過這些命令我們可以做許多事情。比如：
GCC 和 Clang 通過相應的編譯選項，可以看到 build 過程某些步驟：
-E， 可以只執行預處理階段，如：clang++ -E HelloWorld.cpp結果會打印出預處理後的代碼，HelloWorld 只有 7 行，預處理過後卻有幾萬行。
-S， 執行到編譯階段：clang++ -S HelloWorld.cpp這個階段，會生成一個對應名稱的 .s 文件，裏面包含了所謂的機器指令——匯編代碼，HelloWorld.cpp 生成了 86 行匯編代碼
-c，執行到編譯後的階段，生成對應名稱的 .o 對象文件
關於這兩個工具的選項，使用 man gcc 和 man clang 可以看到更多詳細的介紹。

Mac 下的 C++ 開發環境