linux笔记——C语言高级编程

gcc编译器

GNU工具

编译工具：把一个源程序编译为一个可执行程序
调试程序：能对执行程序进行源码或汇编级调试
软件工程工具：协助多人开发或大型软件项目的管理，如make、CVS、Subvision

部分相关资源：
http://www.gnu.org/
http://gcc.gnu.org/
http://www/kernel.org/
http://www.linux.org/
http://www.linuxdevices.com/
http://sourceforge.net/index.php

gcc简介：全称GNU gcc，符合ANSI C标准的编译系统
，编译c、c++、object C、java、fortran、pascal等，是一个交叉平台编译器，适合在嵌入式领域的开发编译

gcc所支持后缀名：

编译器的主要组件

分析器：将源代码转换为汇编语言
汇编器：将汇编代码转换为CPU可执行字节码
链接器：将汇编器生成的单独的目标文件组合成可执行的应用程序
标准C库：核心的c函数都有一个主要的c库来提供

gcc基本用法和选项

gcc [options] [filnames]

gcc错误类型及对策：

• c语法错误
  错误信息：文件source.c中第n行有语法错误（syntex error）
• 头文件错误：
  找不到头文件head.h表示有文件名错误、指定的头文件所在目录名错误等
• 档案库错误：
  链接程序找不到所需的函数库（id：-lm：No such file or directory）可能是函数库名错误、指定的函数库所在目录名称错误等，检查的方法是使find命令在可能的目录中寻找相应的函数库名，确定档案库及目录的名称并修改程序中及编译选项中的名称
• 未定义符号：有未定义的符号（underfined symbol）

gcc使用实例：

#include
int main (void){
int i,j;
j=0;
i=j+1;
printf("hello,wolrd\n");
printf("the result is %d\n",i);
}

编译：

$gcc -o test test.c

执行：

$./test

查看更详细的信息：

$gcc -v -o test test.c

gcc编译过程

1. 预处理
2. 编译
3. 汇编
4. 链接
   
   生成预处理代码：

$gcc -E test.c -o test,i

用wc命令，查看这两个阶段代码大小

$wc test.c test.i

生成汇编代码：
检查语法错误，并生成汇编文件

$gcc -s test.i -o test.s

gdb调试工具

首先使用gcc对test.c进行编译，注意一定要加上-g

gcc -g test.c -o test
gdb test

条件编译和共用体

条件编译

编译器根据条件的真假决定是否编译相关的代码，常见条件编译：

• 根据宏是否被定义：

#ifdef 
......
#else
......
#endif

• 根据宏的值：

#if 
......
#else
.......
#endif

共用体

不同数据类型的数据可以使用共同存储区域，共用体在定义、说明和使用形式上与结构体相似。两者本质上的不同在于使用内存的方式上。

union 共用体名{
    成员列表；}；

用关键字typedef定义新的数据类型：

typedef  <已有数据类型>  <新数据类型>

例如：
typedef int INTEGER

内存管理

4个内存区间：代码区、全局变量和静态变量去、局部变量去即栈区、动态存储区即堆取

静态存储分配

• 通常定义变量，编译器在编译时都可以根据该变量的类型知道所需内存空间的大小，从而系统在适当的时候为他们分配确定的存储空间。
• 在栈上创建。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限

动态内存

动态存储分配

• 所有动态存储分配都在堆区中进行
• 有些操作对象只能在程序运行时确定，编译器在编译时无法预订存储空间，只能在程序运行时，系统根据运行时的要求进行内存分配
• 程序在运行的时候用malloc申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用free释放内存

堆内存的分配与释放

• 当不再使用该变量或对象时，要显示释放它所占用的存储空间。
• 堆区不会自动在分配时初始化（包括清零），所以必须要初始化式来显示初始化。
• malloc/free：

void malloc(size_t num)
void free(voidp)

malloc函数本身不识别申请的内存类型，只关心内存总字节数；malloc申请的是一块连续的内存，申请不到用NULL；malloc返回值类型是void*，所以在调用时需要显式的进行类型转换，将void*转换成所需要的的指针类型；如果free参数为NULL没有任何效果；释放一块内存中的一部分不被允许

** mallo/free注意事项：**

• 删除一个指针（free§;)实际指删除了p所指的目标（量或对象），释放它所占的堆空间，不是删除p本身，释放堆空间后，p成了空悬指针。
• 动态分配失败返回一个空指针（NULL），表示发生了异常堆资源不足，分配失败
• malloc与free是配对使用的，free只能释放堆空间。若malloc返回指针值丢失则所分配的堆空间无法回收，称为内存泄漏

野指针：指向“垃圾”内存的指针。成因：指针变量没有被初始化；指针被free之后没有置为NULL，被误认为是合法指针，指针操作超越了变量的作用范围