Linux环境下开发编译方法介绍记录-初级
一、工具介绍
gcc是GNU的C编译器(GNU C Compiler)
g++是GNU的C++编译器(GNU C++ Compiler)
gdb是Linux下常用的调试工具，主要功能如下
启动程序，按照自定义的要求运行程序。
让被调试的程序在所指定的调置的断点处停住（断点可以是条件表达式)。
当程序被停住时，可以检查此时程序中所发生的变化。
修改程序，对发现的BUG进行测试验证与修复。
Makefile文件：Makefile是程序编译的规则，makefile记录着整个工程的编译规则(如源文件的编译顺序、依赖关系等)，通过make工具进行编译。make根据makefile定义的规则将源代码编译成二进行文件。在跨平台(特别是类Unix系统中)的程序中，一般都会通过makefile来进行编译。
二、程序编译介绍
$ g++ main.cpp #编译程序，在当前目录自动生成一个a.out的可执行文件
$ ./a.out # 执行可执行文件，即运行程序
$ g++ main.cpp -o test # 指定自己想要生成的可执行程序的别名 (test)
$ g++ -c main.cpp # 将源代码编译成目标文件(main.o)，不进行链接，即生成.o文件
$ g++ main.o -o test1（$ g++ -o test1 main.o） #g++对编译后的(*.o)文件进行链接，生成可执行程序 (test1)
$ ldd test1 #查看可执行程序 (test1)所链接的库
$ g++ -o test1 main.cpp -L /usr/Lib -l /usr/include #将依赖的函数库和库路径加入
-L：指定连接的动态库或者静态库路径 ；
-I：(大写i) 指定头文件路径 ，即include文件(也就是包含的*.h头文件)所在的目录；
-l：(小写L) 指定需要链接的库的名称
$ gcc -g main.c -o test #使用gdp调试C/C++程序， 在编译时，必须要把调试信息加到可执行文件中
$ g++ -g main.cpp -o test
注： 编译过程包括预处理、编译，链接 ；linux系统上的编译生成.o文件，windows系统上的编译生成.obj文件 ；linux系统上生成没有后缀的可执行文件，windows系统中生成.exe文件 ； linux系统下的静态函数库的后缀是.a，动态库是.so ； windows系统下的静态函数库的后缀是.lib，动态库是.dll。
三、程序调试介绍
GDB是一个由GNU开源组织发布的、UNIX/LINUX操作系统下的、基于命令行的、功能强大的程序调试工具。可以用来调试C，C++程序。
gdp功能及其常用命令
| 命令形式 | 功能解释 |
|---|---|
| gdb -g main.cpp -o test | 编译代码时的命令，要把调试信息加到可执行文件中 |
| gdb | 进入gdb调试命令 |
| help | 显示帮助信息，例：help quit，显示quit命令的信息 |
| q/quit | 退出GDB调试 |
| file test | 加载被调试的可执行程序文件test；或者直接使用gdb ./test进行debug调试命令 |
| l/list | 列出文件的内容 |
| b/break |
在某一行设置普通断点，运行到该行即停止，例：b 7 |
| b/break |
在某一行设置条件断点，运行到该行满足条件即停止，例：b 7 if index=2 |
| b/break |
在某一个函数调用处设置断点，运行到函数调用出即停止，例：b getSum |
| r/run | 运行调试的程序(如果程序中没有设置断点，则程序会一直运行到结束或者出现异常结束，如果设置断点，则会在断点处停止) |
| d/delete |
删除断点编号对应的断点，例：d 1 |
| clear | 清空所有的断点信息 |
| start | 开始调试 |
| c/continue | 继续执行程序直到下一个断点或者程序结束 |
| n/next | 逐行调试 |
| s/step | 遇到函数时进到函数内部调试 |
| p/print |
显示变量的值，即查看变量数据，例：p index |
四、Makefile介绍
Makefile文件是整个工程的编译规则，它定义了一系列的规则来指定哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作，其就像一个脚本一样，它也可以执行操作系统的命令。Makefile的便利之处在于其“自动化编译”，一旦写好，只需一个make命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率。
make是一个命令工具，是一个解释makefile中指令的命令工具， 在终端中输入make命令，会自动搜索当前路径下的makefile或者是Makefile文件 。
1、Makefile编写
（1）Makefile示例1及分析
edit:main.o test.o #需要生成的目标：生成目标的依赖项
g++ main.o test.o -o test #以Tab键开始，具体要执行的命令
test.o:
g++ -c test.cpp
main.o:
g++ -c main.cpp
clean:
rm main.o test.o
makefile书写规则包含两个部分：依赖关系和生成目标的方法。
- 可以把这个内容保存在文件为“Makefile”或“makefile”的文件中（最好使用 “Makefile”这个文件名），然后在该目录下直接输入命令“make”就可以生成执行文件edit。
- 如果要删除执行文件和所有的中间目标文件，可运行“make clean”。
- 在Makefile中使用“#”字符，表示注释。
示例1make工作过程解释：
- 首先，输入make命令，make会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件；
- 如果找到，它会找文件中的第一个目标文件，即“edit”文件，并把这个文件作为最终的目标文件；
- 如果edit文件不存在，或是edit所依赖的后面的 .o 文件的文件修改时间要比edit这个文件新，那么，他就会执行后面所定义的命令来生成edit这个文件；
- 如果edit所依赖的.o文件也不存在，那么make会在当前文件中找目标为.o文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成.o文件。
- 然后再用 .o 文件生成make的终极任务，也就是执行文件edit。
以上是整个make的依赖性，make会一层又一层地去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件。在寻找的过程中，如果出现错误，比如最后被依赖的文件找不到，那么make 就会直接退出，并报错，而对于所定义的命令的错误或是编译不成功，make根本不理，make 只管文件的依赖性。
（2）Makefile示例2及分析
#################################################
# Example for call LTP libraries under UNIX #
#################################################
cc=g++
ccflags=-O2
all: cws \
pos
cws: cws.cpp
${cc} ${ccflags} -o cws cws.cpp -I./ \
-I../include/ \
-I../thirdparty/boost/include \
-L../lib/ -lsegmentor -lboost_regex
pos: pos.cpp
${cc} ${ccflags} -o pos pos.cpp -I./ \
-I../include/ \
-L../lib/ -lpostagger
.PHONY: clean
clean:
rm cws
rm pos
- 反斜杠（\）是换行符的意思，主要为了便于Makefile的阅读；
- -I：../include/表示依赖的头文件路径，-L../lib/表示依赖的库路径；
- -O2：表示编译时使用二级优化
- makefile中使用变量，比如：cc=g++，makefile中以“$(cc)”的方式来使用这个变量；变量的命名字可以包含字符、数字，下划线（可以是数字开头），但不应该含有“:”、“#”、“=”或是空字符（空格、回车等）。变量是大小写敏感的，“foo”、“Foo”和“FOO”是三个不同的变量名。
- 清空目标文件的规则：为了避免和文件重名的这种情况，我们可以使用一个特殊的标记“.PHONY”来显示地指明一个目标是“伪目标”，向make说明，不管是否有这个文件，这个目标就是“伪目标”。只要有“.PHONY : clean ”这个声明，不管是否有“clean”文件，要运行“clean”这个目标，只需“make clean” 即可。
（3）Makefile编写规则
- 显式规则。显式规则说明了，如何生成一个或多的的目标文件。这是由Makefile的书写者明显指出，要生成的文件，文件的依赖文件，生成的命令。
- 隐晦规则。由于make有自动推导的功能，所以隐晦的规则可以让我们比较粗糙地简略地书写Makefile，这是由make所支持的。
- 变量的定义。在Makefile中我们要定义一系列的变量，变量一般都是字符串，当Makefile被执行时，其中的变量都会被扩展到相应的引用位置上。
- 文件指示。其包括了三个部分，一个是在一个Makefile中引用另一个Makefile，就像C语言中的include一样；另一个是指根据某些情况指定Makefile中的有效部分，就像C语言中的预编译#if一样；还有就是定义一个多行的命令。
- 注释。Makefile中只有行注释，和UNIX的Shell脚本一样，其注释是用“#”字符，这个就像C/C++中的“//”一样。如果你要在你的Makefile中使用“#”字符，可以用反斜框进行转义，如：“#”。
注：在Makefile中的命令，必须要以[Tab]键开始。
（4）make工作时执行过程
- 读入所有的Makefile；
- 读入被include的其它Makefile；
- 初始化文件中的变量；
- 推导隐晦规则，并分析所有规则；
- 为所有的目标文件创建依赖关系链；
- 根据依赖关系，决定哪些目标要重新生成；
- 执行生成命令。
（5）makefile文件中使用通配符
如果想定义一系列比较类似的文件，可以使用通配符。make支持三种通配符：“*”，“?”和“[...]”；通配符可以代替一系列的文件，如“*.cpp”表示所有后缀为cpp的文件。一个需要我们注意的是，如果我们的文件名中有通配符，如：“*”，那么可以用转义字符“\”，如“\*”来表示真实的“*”字符。
（6）Makefile中的-Wall -O2 -Os -g等选项介绍
- -Wall：选项可以打印出编译时所有的错误或者警告信息。这个选项很容易被遗忘，编译的时候，没有错误或者警告提示，以为自己的程序很完美，其实，里面有可能隐藏着许多陷阱。变量没有初始化，类型不匹配，或者类型转换错误等警告提示需要重点注意，错误就隐藏在这些代码里面。没有使用的变量也需要注意，去掉无用的代码，让整个程序显得干净一点。下次写Makefile的时候，一定加-Wall编译选项。
- -O0： 表示编译时没有优化。
- -O1： 表示编译时使用默认优化。
- -O2： 表示编译时使用二级优化。
- -O3： 表示编译时使用最高级优化。
- -Os：相当于-O2.5优化。
2、make的运行和退出
（1）make的运行
直接在命令行下输入make命令，make命令会找当前目录的makefile来执行，一切都是自动的。
（2）make的退出
make命令执行后有三个退出码：
- 0 —— 表示成功执行。
- 1 —— 如果make运行时出现任何错误，其返回1。
- 2 —— 如果你使用了make的“-q”选项，并且make使得一些目标不需要更新，那么返回2。