LeetCode에서 C++ 프로그램을 main() 함수 없이 컴파일하는 방법

2024-07-27

사용자 정의 링커 스크립트

LeetCode는 각 문제마다 링커 스크립트를 제공하며, 이 스크립트는 프로그램의 컴파일 방식을 정의합니다. 기본적으로 LeetCode 링커 스크립트는 다음과 같은 작업을 수행합니다.

프로그램 객체 생성: 링커는 소스 코드에서 정의된 모든 함수와 변수를 포함하는 프로그램 객체를 생성합니다.
진입점 설정: 링커는 _start이라는 특수 함수를 프로그램의 진입점으로 설정합니다.
라이브러리 링크: 링커는 C++ 표준 라이브러리 및 필요한 다른 라이브러리를 프로그램에 연결합니다.

프로그램 진입점 설정

LeetCode 문제에서 제공되는 링커 스크립트는 일반적으로 다음과 같은 방식으로 프로그램 진입점을 설정합니다.

ENTRY(_start)

이 코드는 링커에게 프로그램의 진입점이 _start 함수임을 알립니다. _start 함수는 C++ 표준 라이브러리에 의해 제공되는 특수 함수이며, 다음과 같은 작업을 수행합니다.

프로그램 초기화: _start 함수는 프로그램 실행 전에 필요한 초기화 작업을 수행합니다.
main() 함수 호출: _start 함수는 사용자가 작성한 main() 함수를 호출합니다.

main() 함수 직접 호출

일부 LeetCode 문제에서는 표준 라이브러리 함수를 사용하여 main() 함수를 직접 호출하는 방식을 사용하기도 합니다. 예를 들어, 다음과 같은 코드는 std::cin 함수를 사용하여 사용자 입력을 받고 std::cout 함수를 사용하여 결과를 출력하는 프로그램을 보여줍니다.

#include <iostream>

int main() {
  int a, b;
  std::cin >> a >> b;
  std::cout << a + b << std::endl;
  return 0;
}

이 코드를 컴파일하려면 다음과 같은 명령을 사용할 수 있습니다.

g++ -o main main.cpp

이 명령은 main.cpp 소스 코드를 컴파일하고 main이라는 실행 파일을 생성합니다. 이 실행 파일을 실행하면 다음과 같은 결과가 출력됩니다.

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위의 코드에서 main() 함수는 직접 호출되지 않지만, std::cin 및 std::cout 함수를 사용하는 과정에서 암시적으로 호출됩니다. LeetCode는 이러한 방식을 사용하여 프로그램의 입력과 출력을 제어하고 평가합니다.

예제 코드: LeetCode에서 main() 함수 없이 C++ 프로그램 컴파일하기

문제 정의

두 정수를 입력받아 합을 출력하는 프로그램을 작성합니다.

소스 코드

#include <iostream>

int sum(int a, int b) {
  return a + b;
}

int main() {
  int a, b;
  std::cin >> a >> b;
  std::cout << sum(a, b) << std::endl;
  return 0;
}

링커 스크립트

다음은 LeetCode에서 제공하는 링커 스크립트 예제입니다.

SECTIONS {
  .text : {
    *(.text)
    _start = .;
  }
  .data : {
    *(.data)
  }
  .bss : {
    *(.bss)
  }
}

ENTRY(_start)

컴파일 및 실행

다음 명령을 사용하여 위의 코드를 컴파일하고 실행할 수 있습니다.

g++ -o main main.cpp -Wl,-T,script.ld
./main

설명

main.cpp: 위의 소스 코드를 포함하는 C++ 소스 파일입니다.
script.ld: LeetCode에서 제공하는 링커 스크립트를 포함하는 파일입니다.
g++: C++ 컴파일러입니다.
-o main: 실행 파일의 이름을 main으로 설정합니다.
-Wl,-T,script.ld: 링커에게 script.ld 파일을 사용하도록 지시합니다.
./main: main 실행 파일을 실행합니다.

이 코드를 실행하면 다음과 같은 결과가 출력됩니다.

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이 예제는 LeetCode에서 제공하는 기본적인 링커 스크립트를 사용합니다. 일부 문제에서는 특수한 옵션이나 설정이 필요할 수 있습니다.
main() 함수 없이 프로그램을 컴파일하는 경우, 프로그램의 실행 흐름과 메모리 관리에 대한 이해가 필요합니다.

C++ 프로그램 컴파일: main() 함수 없이

사용자 정의 링커 스크립트 (위에 설명 참조)

이 방법은 LeetCode에서 가장 일반적으로 사용되는 방법이며, 프로그램 진입점을 다른 함수로 설정하거나 표준 라이브러리 함수를 사용하여 main() 함수를 직접 호출하는 데 유용합니다.

장점:

LeetCode에서 제공하는 기본적인 컴파일 방식을 사용합니다.
프로그램 진입점을 제어할 수 있습니다.
표준 라이브러리 함수를 사용하여 프로그램의 입력과 출력을 제어할 수 있습니다.

단점:

링커 스크립트에 대한 이해가 필요합니다.
일부 문제에서는 특수한 옵션이나 설정이 필요할 수 있습니다.

attribute((constructor)) 속성 사용**

이 방법은 C++ 표준 라이브러리에서 제공하는 특수한 속성을 사용하여 프로그램 초기화 코드를 정의하는 것입니다. main() 함수를 호출하지 않고도 프로그램 실행을 시작하는 데 사용할 수 있습니다.

예제:

#include <iostream>

__attribute__((constructor))
void init() {
  std::cout << "프로그램 초기화..." << std::endl;
}

int sum(int a, int b) {
  return a + b;
}

int main() {
  int a, b;
  std::cin >> a >> b;
  std::cout << sum(a, b) << std::endl;
  return 0;
}

설명:

__attribute__((constructor)) 속성은 init() 함수를 프로그램 초기화 함수로 지정합니다.
init() 함수는 main() 함수가 호출되기 전에 실행됩니다.

간단하고 사용하기 쉽습니다.
main() 함수를 호출하지 않고도 프로그램 실행을 시작할 수 있습니다.

C++ 표준 라이브러리에 대한 이해가 필요합니다.
LeetCode에서 이 방식을 공식적으로 지원하지는 않습니다.

asm 블록 사용

이 방법은 어셈블리 언어 코드를 사용하여 프로그램 진입점을 직접 설정하는 것입니다. 매우 복잡하고 드물게 사용되는 방법이지만, 다른 방법으로는 불가능한 경우에 유용할 수 있습니다.

#include <iostream>

asm("jmp _start");

int sum(int a, int b) {
  return a + b;
}

int main() {
  int a, b;
  std::cin >> a >> b;
  std::cout << sum(a, b) << std::endl;
  return 0;
}

_start:
  int a, b;
  std::cin >> a >> b;
  std::cout << sum(a, b) << std::endl;
  return 0;