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UbuntuでGCCを簡単インストール！初心者から実践までの完全ガイド【エラー対策付き】

Ubuntuの基本
佐川 直弘 | Naohiro Sagawa
By 佐川 直弘 | Naohiro Sagawa (運営者)
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目次

1. はじめに

GCCとは？

GCC（GNU Compiler Collection）は、CやC++をはじめとする複数のプログラム言語をコンパイルできるオープンソースのコンパイラです。Linuxディストリビューションの標準的なコンパイラとして広く使用されています。

GCCの主な特徴:

  • C言語、C++、Fortran、Javaなど複数言語をサポート。
  • オープンソースであり、誰でも自由に利用可能。
  • 高速で信頼性の高いコンパイルが可能。

UbuntuでGCCを使う理由

  1. 標準パッケージとして提供されている
    UbuntuのリポジトリにはGCCが標準で含まれており、簡単にインストールできます。
  2. 多くのサポート情報とドキュメントがある
    世界中に多くのユーザーがいるため、トラブルシューティングやカスタマイズに関する情報が豊富です。
  3. 無料で利用できる
    コストを抑えつつ、強力な開発環境を構築できます。
  4. カスタマイズが容易
    複数のGCCバージョンを管理できるため、プロジェクトに応じた最適な環境を構築可能です。

まとめ

この記事では、GCCの概要とUbuntuでの利用メリットについて紹介しました。GCCは、多言語対応かつ無料で利用できる強力なコンパイラであり、Ubuntu環境では特に簡単にインストールできます。

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2. 事前準備

システムの更新と依存関係の確認

まずは、Ubuntuのパッケージ情報を最新の状態に更新します。これにより、インストール時のエラーを防ぐことができます。

1. システムを最新の状態に更新

sudo apt update
sudo apt upgrade
  • sudo apt update: パッケージリストを最新の状態に更新します。
  • sudo apt upgrade: システム内のパッケージを最新バージョンにアップグレードします。

注意点:

  • アップデートには数分かかることがあります。
  • アップデート後に「再起動が必要」と表示された場合は、システムを再起動してください。

開発ツールの確認

GCCをインストールするには、基本的な開発ツールやパッケージが必要です。以下のコマンドを実行し、事前に必要なパッケージをインストールしておきましょう。

sudo apt install build-essential

このコマンドで、GCCを含む基本的な開発ツールがインストールされます。

インストールされるパッケージ例:

  • gcc（Cコンパイラ）
  • g++（C++コンパイラ）
  • make（ビルドツール）

インストール状況の確認

インストール済みのパッケージやバージョンを確認するには、以下のコマンドを使用します。

gcc --version

出力例:

gcc (Ubuntu 9.4.0-1ubuntu1) 9.4.0
Copyright (C) 2021 Free Software Foundation, Inc.

この結果が表示されれば、GCCが正常にインストールされていることを確認できます。

事前準備のまとめ

ここまでで、GCCのインストールに必要な事前準備を完了しました。

  • システムの更新とアップグレードを行い、最新の状態にする。
  • 必要なパッケージをインストールして環境を整える。
  • GCCのインストール状況とバージョンを確認する。
侍エンジニア塾

3. GCCのインストール手順

基本インストール手順

Ubuntuでは、GCCは公式リポジトリから簡単にインストールできます。以下の手順に従ってインストールを行います。

  1. build-essentialパッケージのインストール
sudo apt install build-essential

このコマンドは、GCC、G++、および開発ツール一式をインストールします。

  1. インストールの進行状況を確認
    インストール中に「続行しますか？ (Y/n)」と表示される場合は、「Y」を入力してEnterを押します。

インストール後の確認方法

インストールが完了したら、GCCのバージョンを確認して正常にインストールされていることを確認しましょう。

gcc --version

出力例:

gcc (Ubuntu 9.4.0-1ubuntu1) 9.4.0
Copyright (C) 2021 Free Software Foundation, Inc.

このようにバージョン情報が表示されれば、GCCは正常にインストールされています。

追加のツールやライブラリのインストール

GCC単体では足りない場合があるため、以下の追加パッケージをインストールすることをおすすめします。

  1. G++（C++コンパイラ）のインストール
sudo apt install g++
  1. デバッグツールのインストール
sudo apt install gdb
  1. マニュアルページのインストール
sudo apt install manpages-dev

これにより、GCCに関するヘルプやマニュアルページをすぐに参照できるようになります。

インストールに失敗した場合の対処法

  1. パッケージが見つからない場合
E: Unable to locate package build-essential

解決策: リポジトリ情報を更新します。

sudo apt update
sudo apt upgrade
  1. 権限エラーが発生した場合
Permission denied

解決策: コマンドの先頭にsudoを付けて管理者権限で実行してください。

インストール手順のまとめ

ここでは、GCCのインストール手順と確認方法、追加パッケージのインストールについて解説しました。

ポイントの振り返り:

  • sudo apt install build-essential コマンドで簡単にインストール可能。
  • バージョンを確認してインストール状態をチェック。
  • 必要に応じてG++やgdbなどの追加ツールも導入。

4. GCCの基本的な使い方

簡単なプログラムの作成とコンパイル

  1. サンプルプログラムの作成

まずは、簡単な「Hello, World!」プログラムを作成しましょう。

nano hello.c

エディタが開いたら、以下のコードを入力します。

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello, World!\n");
    return 0;
}

入力が終わったら、Ctrl + X を押して保存し、Y を押して終了します。

プログラムのコンパイル

次に、GCCを使ってこのプログラムをコンパイルします。

gcc hello.c -o hello

コマンドの解説:

  • gcc: コンパイラのコマンド。
  • hello.c: コンパイルするソースコードのファイル名。
  • -o hello: 出力ファイル名を「hello」に指定。

コンパイルしたプログラムの実行

以下のコマンドで、コンパイルされたプログラムを実行します。

./hello

出力例:

Hello, World!

この結果が表示されれば、プログラムは正常にコンパイルされ、実行されたことを意味します。

エラー発生時の対処法

  1. コードのミスによるエラー

エラーメッセージ例:

hello.c: In function ‘main’:
hello.c:3:5: error: expected ‘;’ before ‘return’
    return 0;

解決策:
エラーメッセージには問題箇所（例：3行目）が示されています。コードを確認し、記述ミスを修正してください。

  1. コンパイルエラー

エラーメッセージ例:

gcc: command not found

解決策:
GCCがインストールされていない可能性があります。以下のコマンドで再インストールします。

sudo apt install build-essential
  1. 実行時エラー

エラーメッセージ例:

bash: ./hello: Permission denied

解決策:
ファイルに実行権限がない場合は、以下のコマンドで権限を追加します。

chmod +x hello
./hello

プログラムの最適化オプション

GCCでは、最適化オプションを使用してプログラムのパフォーマンスを向上させることができます。

例: 最適化レベルの指定

gcc -O2 hello.c -o hello
  • -O1: 基本的な最適化。
  • -O2: より高度な最適化。
  • -O3: 最大限の最適化（処理速度優先）。

これにより、実行速度やコードサイズを効率化できます。

まとめ

このセクションでは、GCCを使った基本的なプログラムの作成からコンパイル、実行までの手順を解説しました。

ポイントの振り返り:

  • サンプルコードの作成とコンパイル方法を学んだ。
  • エラー発生時の対処法を確認した。
  • 最適化オプションを活用してプログラムの性能を向上させる方法を紹介した。

5. 複数バージョンの管理

複数バージョンのインストール

Ubuntuでは、異なるバージョンのGCCを同時にインストールできます。以下の手順で複数バージョンをインストールしましょう。

  1. 利用可能なバージョンを確認
sudo apt search gcc-

このコマンドで、リポジトリ内のGCCバージョン一覧を確認できます。

例: 出力例

gcc-9 - GNU C compiler
gcc-10 - GNU C compiler
gcc-11 - GNU C compiler
  1. 必要なバージョンをインストール

例として、GCC 9とGCC 10をインストールします。

sudo apt install gcc-9 gcc-10

インストールが完了したら、次に切り替え方法を設定します。

バージョンの切り替え方法

Ubuntuでは、update-alternativesコマンドを使って簡単にGCCのバージョンを切り替えることができます。

  1. バージョン管理の設定

まずは、インストール済みのGCCバージョンをupdate-alternativesに登録します。

sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-9 90
sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-10 100

この設定では、デフォルトのバージョンにGCC 10を優先（100）して登録しています。

  1. 利用バージョンの選択

以下のコマンドで、使用するバージョンを手動で選択できます。

sudo update-alternatives --config gcc

出力例:

There are 2 choices for the alternative gcc (providing /usr/bin/gcc).

  Selection    Path             Priority   Status
------------------------------------------------------------
* 0            /usr/bin/gcc-10  100       auto mode
  1            /usr/bin/gcc-9   90        manual mode
  2            /usr/bin/gcc-10  100       manual mode

Press <enter> to keep the current choice[*], or type selection number:

希望する番号を入力してEnterキーを押します。

特定バージョンをプロジェクトごとに使用する方法

プロジェクトごとに特定のバージョンを使用したい場合は、シンボリックリンクを切り替えることで対応できます。

  1. リンクを作成
sudo ln -sf /usr/bin/gcc-9 /usr/bin/gcc

このコマンドで、GCC 9をデフォルトとして設定できます。

  1. バージョンの確認
gcc --version

設定したバージョンが正しく反映されていることを確認しましょう。

まとめ

このセクションでは、複数のGCCバージョンをインストールし、update-alternativesを使って簡単に切り替える方法について解説しました。

ポイントの振り返り:

  • 必要なバージョンをインストールし、update-alternativesで管理。
  • プロジェクトごとに特定のバージョンを使用するための設定も可能。
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6. トラブルシューティング

インストール時のエラーと対処法

エラー例 1: パッケージが見つからない

E: Unable to locate package build-essential

原因:
パッケージリストが最新でない、またはリポジトリの設定に問題があります。

解決策:
以下のコマンドを実行してリポジトリ情報を更新します。

sudo apt update
sudo apt upgrade
sudo apt install build-essential

追加対処法:

sudo add-apt-repository universe
sudo apt update

これでパッケージが見つかるようになる場合があります。

エラー例 2: 権限エラー

Permission denied

原因:
管理者権限でコマンドが実行されていません。

解決策:
すべてのインストールコマンドはsudoをつけて実行してください。

sudo apt install build-essential

コンパイル時のエラーと対処法

エラー例 1: コンパイラが見つからない

gcc: command not found

原因:
GCCがインストールされていないか、PATHが正しく設定されていません。

解決策:
GCCがインストールされているか確認します。

sudo apt install gcc

インストール済みの場合は、以下のコマンドでシンボリックリンクを修正します。

sudo ln -s /usr/bin/gcc-10 /usr/bin/gcc

エラー例 2: ライブラリのリンクエラー

undefined reference to 'main'

原因:
プログラム内でmain関数が定義されていないか、リンクエラーです。

解決策:
コードにmain関数が正しく含まれているか確認します。また、以下のようにリンクオプションを指定して再コンパイルします。

gcc -o output main.c -lm

実行時のエラーと対処法

エラー例 1: 実行権限がない

bash: ./program: Permission denied

原因:
実行ファイルに実行権限がありません。

解決策:
以下のコマンドで実行権限を付与します。

chmod +x program
./program

エラー例 2: ライブラリの不足

error while loading shared libraries: libXXX.so: cannot open shared object file: No such file or directory

原因:
必要な共有ライブラリがインストールされていません。

解決策:
不足しているライブラリの名前を確認し、インストールします。

sudo apt install libXXX-dev

バージョン管理時のエラーと対処法

エラー例: 切り替えが反映されない

gcc --version

切り替えたはずのバージョンが表示されない場合は、update-alternativesの設定を再確認します。

解決策:

  1. 設定の一覧を確認。
sudo update-alternatives --config gcc
  1. 正しい番号を選択。
  2. シンボリックリンクを更新。
sudo ln -sf /usr/bin/gcc-9 /usr/bin/gcc

まとめ

このセクションでは、GCCインストールや使用時に発生しやすいトラブルとその解決策について解説しました。

ポイントの振り返り:

  • インストールエラーは、パッケージ更新やリポジトリ設定の修正で対応。
  • コンパイルエラーは、コードやリンクオプションを確認。
  • 実行時エラーは、権限やライブラリの不足をチェック。
  • バージョン管理時は、シンボリックリンクやupdate-alternativesで調整可能。
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7. FAQセクション

GCCの最新バージョンをインストールするにはどうすればよいですか？

質問:
最新バージョンのGCCをインストールしたいのですが、デフォルトのリポジトリには古いバージョンしかありません。どうすれば最新バージョンをインストールできますか？

回答:
最新バージョンのGCCをインストールするには、PPAリポジトリを追加します。

  1. PPAリポジトリを追加:
sudo add-apt-repository ppa:ubuntu-toolchain-r/test
  1. パッケージリストを更新:
sudo apt update
  1. 最新バージョンをインストール:
sudo apt install gcc-12
  1. バージョンを確認:
gcc --version

GCCをアンインストールする方法は？

質問:
GCCをアンインストールしたい場合は、どのように行えばよいですか？

回答:
以下のコマンドでGCCをアンインストールできます。

sudo apt remove gcc
sudo apt autoremove

さらに関連するツールも削除する場合は、以下のコマンドを追加します。

sudo apt remove build-essential

GCCが古いバージョンしか選択できない場合の対処法は？

質問:
update-alternatives --config gccを使っても、古いバージョンしか選択できません。最新バージョンを追加するにはどうすればよいですか？

回答:
最新バージョンを手動で追加します。

  1. 必要なバージョンをインストール。
sudo apt install gcc-12
  1. 手動で代替設定に追加。
sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-12 120
  1. バージョンを選択。
sudo update-alternatives --config gcc

依存関係エラーが発生した場合の対処法は？

質問:
GCCのインストール中に依存関係エラーが発生しました。どう解決できますか？

回答:
依存関係エラーは、システムが最新でないことが原因の可能性があります。以下のコマンドを実行してください。

sudo apt update
sudo apt upgrade

それでも解決しない場合は、依存関係を自動修復します。

sudo apt --fix-broken install

特定のプロジェクトでGCCの特定バージョンを使うには？

質問:
プロジェクトごとに異なるGCCバージョンを使用したい場合、どのように設定できますか？

回答:
プロジェクトディレクトリ内でシンボリックリンクを設定します。

  1. プロジェクト専用のGCCリンクを作成。
ln -s /usr/bin/gcc-9 ./gcc
  1. ローカルコンパイル時に使用。
./gcc -o program program.c

エラーメッセージ「command not found」が出た場合の対処法は？

質問:
GCCをインストールしたはずなのに、gcc: command not foundと表示されます。どうすればよいですか？

回答:
まずはインストールを確認します。

dpkg -l | grep gcc

GCCがインストールされていない場合は、再インストールします。

sudo apt install gcc

それでも解決しない場合は、シンボリックリンクを確認します。

ls -l /usr/bin/gcc

リンクが壊れている場合は修正します。

sudo ln -sf /usr/bin/gcc-10 /usr/bin/gcc

まとめ

このセクションでは、GCCに関するよくある質問とその具体的な解決策を紹介しました。

ポイントの振り返り:

  • 最新バージョンはPPAリポジトリでインストール可能。
  • アンインストールやバージョン管理はupdate-alternativesで簡単に設定。
  • トラブル発生時の具体的なコマンド例も紹介。
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8. まとめと次のステップ

この記事のポイント振り返り

  1. GCCの概要と役割
  • GCCは、C言語やC++をはじめとする複数のプログラミング言語をサポートする強力なコンパイラです。
  • Ubuntuでは、公式リポジトリから簡単にインストールでき、開発環境構築に最適です。
  1. インストールと準備手順
  • システムを最新状態に更新し、build-essentialパッケージをインストール。
  • バージョン確認や依存関係のトラブルシューティングを通じて、環境を整備しました。
  1. 基本的な使い方
  • サンプルプログラムの作成、コンパイル、実行の流れを解説しました。
  • エラー発生時の対処法や最適化オプションについても紹介しました。
  1. 複数バージョンの管理と切り替え
  • update-alternativesコマンドを活用して、プロジェクトごとに適切なGCCバージョンを切り替える方法を説明しました。
  1. トラブルシューティングとFAQ
  • インストールや使用時に発生する可能性のあるエラーとその対策を具体例とともに解説しました。

追加リソースの紹介

さらなる学習や応用に役立つリソースを以下に紹介します。

  1. Ubuntu公式ドキュメント
  • Ubuntu公式サイトでは、パッケージ管理や開発ツールに関する詳細なガイドが提供されています。
  1. GNU公式GCCドキュメント
  1. Linuxコンソールガイド
  • Linux Consoleでは、Linux全般に関するトラブルシューティング情報が掲載されています。
  1. 学習サイトとフォーラム

次のステップ

  1. プログラム開発への応用
  • 実際のプロジェクトにGCCを活用して、より高度なプログラム開発を行いましょう。
  1. ライブラリの活用と拡張
  • 必要に応じて追加ライブラリをインストールし、プロジェクトの機能を拡張していきましょう。
  1. 新しい言語やツールの習得
  • 他のプログラミング言語やビルドツールの習得を通じて、さらなるスキルアップを目指します。
  1. コミュニティへの参加
  • フォーラムやオープンソースプロジェクトに参加し、知識を共有しながら実践的にスキルを磨きましょう。

まとめの締めくくり

この記事では、UbuntuにおけるGCCのインストールから活用までを段階的に解説しました。初心者の方でも迷わず環境構築ができるよう、手順とトラブルシューティングを網羅しています。

最後に一言:
この記事を参考にしながら、自分のプロジェクトにGCCを活用し、プログラム開発を楽しんでください。さらに疑問点があれば、FAQセクションや追加リソースを活用しながら解決していきましょう。

次回の記事では、C言語やC++の基本文法や高度な開発手法について取り上げる予定です。ぜひ今後の更新もチェックしてください！