Linux下C语言编程

Linux环境下C语言编程

1 .序

       笔者又来更新博客了，每次立下Flag说要一周一次更新博客，但总是拖，最后奈何4月份只更新了一次，说明四月份又浑浑噩噩度过了一个月，不过值得可喜的是笔者在4月份找了一份实习工作，在里面做嵌入式软件开发，目前负责QT的开发。
       笔者目前的Linux环境是ubantu16.04，gnome桌面环境，使用Linux系统时间久了不免产生审美疲劳，所以笔者就换了个MacOS的主题环境，果然界面焕然一新，又可以开开心心的编程了。附上桌面环境图。

2.Vim的相关操作

  在Linux下各种文件的配置信息，难免会用到编辑器，而Vim就是一款强大的编辑器，当然C语言的编程也需要Vim编辑器输入，有很多人觉得VIm的操作繁琐，不容易记住很多指令，不过笔者觉得只要记住常用几个指令就足以应付这些了。

(1)命令行模式，

  控制光标的移动、进行复制、粘贴、删除撤销等操作。通过 Ctrl+[ 可以返回到命令行模式。
光标的移动通过上下左右 键来进行移动，当然也可以通过k j h l 来移动，使用字母键进行字符移动时，可以在其前面加数字，表示在对应的放下上进行移动。
  dd：表示删除一行，类似的ndd删除本行及下面的n行
  yy：复制一行，nyy复制当前行和下面的n行
  p：粘贴
  u：撤销

(2)插入模式，

  只有在插入模式下，才可以进行文字的输入，按字母 i 可以进入插入模式，就能正常的进行操作了，就类似于word的操作一样了，然后上文也说过了，通过 Ctrl + [ 可以退出插入模式，进入命令行模式。

(3)底行模式

  在退出插入模式后，按：可以进入底行模式，在底行模式下，可以进行文件的保存和退出。
   :q ：不保存直接退出vim编辑器。
   :q! ：不保存强制退出vim编辑器。
   :wq ：保存退出vim编辑器。

3.C语言编程

   C语言的编程，必然需要编译链接成可执行文件。当然一般的C语言运行过程需要经过：预处理→编译→汇编→链接→可执行文件。在Linux环境下，可以使用gcc来编译链接生成可执行文件。

1. 预处理
   下文中可以看到，经过预处理之后，编译器已经把需要包含的头文件编译到.i文件当中。-E

#include
int main()
{
  int i,j;
  for(i=0,j=5;i<j;i++)
    printf("%d Hello World!",i);
  return 0; 
}

gcc test.c -o test.i -E

extern int pclose (FILE *__stream);
extern char *ctermid (char *__s) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
#912 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern void flockfile (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
extern int ftrylockfile (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;
extern void funlockfile (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
#942 "/usr/include/stdio.h" 3 4
#2 "test.c" 2
#2 "test.c"
int main()
{
  int i,j;
  for(i=0,j=5;i<j;i++)
    printf("%d Hello World!",i);
  return 0;
}

2. 编译
   编译阶段，就是编译器把源代码编译成.s汇编程序，可以试着点开.s文件查看一下。-s

gcc test.i -o test.s -S

.LC0:
        .string "%d Hello World!"
        .text
        .globl  main
        .type   main, @function
main:
.LFB0:
        .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    $0, -8(%rbp)
        movl    $5, -4(%rbp)
        jmp     .L2

3. 汇编
   将汇编语言源程序汇编成目标文件。-c

gcc test.s -o test.o -c

4. 链接
   将目标程序链接相应的库函数生成可执行文件，之后执行，可以看到成功正确执行函数功能。

gcc test.o -o test
./test
0 Hello World!1 Hello World!2 Hello World!3 Hello World!4 Hello World!

*****不过正常直接一步就可以生成可执行文件来运行。

gcc test.c -o test
./test 
0 Hello World!1 Hello World!2 Hello World!3 Hello World!4 Hello World!

makefile文件的使用

   当然这只是单文件的C语言运行，如果涉及到多个文件的编译的时候，就需要注意到编译顺序了，被调用的文件需要先编译产生.o文件，然后再配合调用函数的.o文件一起生成可执行文件。接下来举个栗子。
主函数test.c文件,主要包含子文件：print.c、hello.c、和Add.c文件，都在主函数中调用。

#include
#include"print.h"
#include"hello.h"
#include"Add.h"
int main()
{
 int a,b;
  hello();
  printf("请输入两个计算的数\n");
  scanf("%d\n %d",&a,&b);
  int c=Add(a,b);
  print(c);
  printf("\n结束！");
  printf("终于学会make编译了！\n");
  return 0;
}

hello.c和hello.h文件：也主要是打印，负责刚开始的内容输出。

#include"hello.h"
void hello()
{
  printf("hello,world,今天开始学习make编译！\n");
}

//接下来是hello.h文件 ，只是负责对使用的函数进行声明。
#include
void hello();

print.c和printf.h文件：主要负责打印，当然直接就可以使用printf，我这里是为了说明生成可执行文件的编译顺序。

#include
#include"print.h"
void print(int c)
{
   printf("c=%d ",c);
}

//接下来是print.h文件 ，只是负责对使用的函数进行声明。
#include"stdio.h"
void print(int c);

Add.c和Add.h文件：主要是对输入的两个数进行相加，返回输出结果，也是在主函数中调用。

#include
#include"Add.h"
int Add(int a,int b)
{
   int c=a+b;
   return c;
}
//接下来是Add.h文件 ，只是负责对使用的函数进行声明。
#include"stdio.h"
int Add(int a,int b);

   由于在主函数中先调用的hello.c文件，所以你就先编译hello.c生成.o文件，当然你如果先编译Add.c或者print.c也是可以的，因为他们三个没有互相调用，当如果hello.c调用print.c中的函数，这个时候你就需要先编译print.c文件，然后才能编译hello.c文件。之后再将生成的目标文件链接相应的库生成可执行文件。接下来，就按照讲的顺序来编译运行链接运行一下程序。

gcc hello.c -o hello.o -c
gcc Add.c -o Add.o -c
gcc print.c -o print.o -c
gcc test.c -o test.o -c

gcc test.o print.o hello.o Add.o -o test

./test

hello,world,今天开始学习make编译！
请输入两个计算的数
12
34 
c=46 
结束！终于学会make编译了！

   是不是有一点小开心，自己今天终于有收获了，进步就是这样一点点来的。
   当然如果每次修改一下程序都要这样编译一下，是不是会觉得很浪费时间，当然这还是只有几个文件，如果出现上百个文件，岂不是时间都花在编译指令上了，调试起来太麻烦了，所以就出现了makefile文件，makefile文件中主要放的就是你程序的编译指令，通过make就可以直接执行makefile文件中的指令，就进行编译了，无需再慢慢每个文件进行编译了。接下来就看看makefile文件的编写规则。首先放一个我自己写的刚刚的那个工程的makefile文件。

test:test.o Add.o hello.o print.o 
	gcc -o test test.o Add.o hello.o print.o 
test.o: test.c Add.h hello.h print.h
	gcc -c test.c -o test.o
Add.o: Add.c Add.h
	gcc -c Add.c -o Add.o
hello.o: hello.c hello.h
	gcc -c hello.c -o hello.o
print.o: print.c print.h
	gcc -c print.c -o print.o
clean:
	rm *.o test

   顶层需要写自己最后生成的目标文件，也就是可执行文件test，：感叹号后面的就是生成可执行文件需要用到的目标文件，下面就是生成可执行文件的指令，需要把所有的目标文件链接形成可执行文件。接下来就是目标文件的生成，需要用到-c这个指令，把每个.c文件都生成.o文件就可以了。最后一行的话，是清除生成的.o文件。接下来我们用makefile指令编译一下，make之后，就可以看到编译器有相应的输出，之后可以看到有可执行文件test了。

make
#编译器输出
gcc -c test.c -o test.o
gcc -c Add.c -o Add.o
gcc -c hello.c -o hello.o
gcc -c print.c -o print.o
gcc -o test test.o Add.o hello.o print.o

./test

hello,world,今天开始学习make编译！
请输入两个计算的数
12 34
c=46 
结束！终于学会make编译了！

   其中比较关键的两点需要注意的就是：
第一点是默认的makefile文件名有两种：makefile或者Makefile，这两种可以直接使用make指令，编译器是可以识别的，如果换成其他的文件，就需要用到-f指令了，例如

make
#编译器输出
make: *** 没有指明目标并且找不到 makefile。 停止。

make -f MakeFile
#编译器输出
make: 'test' is up to date.

第二点是makefile文件在书写编译指令的时候（第二行中gcc那一行），需要使用Tab键来空格，要不然会出现错误。