【Linux】环境基础开发工具使用(万字汇总）

Linux：环境基础开发工具使用

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1. Linux 软件包管理器 yum

• 软件包
  什么是软件包

• 在Linux下安装软件, 一个通常的办法是下载到程序的源代码, 并进行编译, 得到可执行程序.
• 但是这样太麻烦了, 于是有些人把一些常用的软件提前编译好, 做成软件包(可以理解成windows上的安装程序)放在一个服务器上, 通过包管理器可以很方便的获取到这个编译好的软件包, 直接进行安装.
• 软件包和软件包管理器, 就好比 “App” 和 “应用商店” 这样的关系.
• yum(Yellow dog Updater, Modified)是Linux下非常常用的一种包管理器. 主要应用在Fedora, RedHat,Centos等发行版上.

• 关于 rzsz

这个工具用于 windows 机器和远端的 Linux 机器通过 XShell 传输文件.
安装完毕之后可以通过拖拽的方式将文件上传过去.

注意事项:

关于 yum 的所有操作必须保证主机(虚拟机)网络畅通!!!
可以通过 ping 指令验证

ping www.baidu.com

• 查看软件包

**通过 yum list 命令可以罗列出当前一共有哪些软件包. 由于包的数目可能非常之多, 这里我们需要使用 grep 命令只筛选出我们关注的包. **

例如：

yum list | grep lrzsz

结果如下：

注意事项:

• 软件包名称: 主版本号.次版本号.源程序发行号-软件包的发行号.主机平台.cpu架构.
• “x86_64” 后缀表示64位系统的安装包, “i686” 后缀表示32位系统安装包. 选择包时要和系统匹配.
• “el7” 表示操作系统发行版的版本. “el7” 表示的是 centos7/redhat7. “el6” 表示 centos6/redhat6.
• 最后一列, base 表示的是 “软件源” 的名称, 类似于 “小米应用商店”, “华为应用商店” 这样的概念.

• 如何安装软件

通过 yum, 我们可以通过很简单的一条命令完成 gcc 的安装.

sudo yum install lrzsz

yum 会自动找到都有哪些软件包需要下载, 这时候敲 "y" 确认安装.
出现 "complete" 字样, 说明安装完成.

注意事项：

• 安装软件时由于需要向系统目录中写入内容, 一般需要 sudo 或者切到 root 账户下才能完成.
• yum安装软件只能一个装完了再装另一个. 正在yum安装一个软件的过程中, 如果再尝试用yum安装另外一个软件, yum会报错.
• 如果 yum 报错, 请自行百度.

• 如何卸载软件

仍然是一条命令:

sudo yum remove lrzsz

• 好玩的命令

行驶的小火车: 下载：yum install -y sl 执行：sl

说话的牛：下载：yum install -y cowsay 执行：cowsay hello

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2. Linux开发工具

• 在以前，别人问你，你在什么环境下写代码 ？你在什么环境下调试代码？你在什么环境下编译、链接代码？你会怎么回答呢？
• vs code 2020
• 对于上面这种环境，我们称之为集成开发环境。相比我们在 Linux 中大部分情况下我们所使用的工具都是独立的工具 —— 比如我们写代码用 vim、编译用 gcc/g++、调试用 gdb、维护项目关系用 make/Makefile 等

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3. Linux编辑器-vim使用

3.1 vim的基本概念

vim是一个文本编辑器，和记事本没有区别，只负责写代码

3.2 vim的安装

• 已安装

Linux通常都已经默认安装好了 vi 或 Vim 文本编辑器，我们只需要通过vim命令就可以直接打开vim编辑器了

• 未安装

有些精简版的Linux操作系统，默认并没有安装vim编辑器。当我们在终端中输入vim命令时，系统会提示"command not found"。

解决办法：

有网的前提下，可以使用yum工具对vim编辑器进行安装

# 安装vim且询问是否时自动选择yes
# yum install vim -y

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3.3 vim的三种常用模式

vim是一款多模式的编辑器，有三种常见模式：命令模式、插入模式，底行模式。

• 命令模式：

控制屏幕光标的移动，字符、字或行的删除，移动复制某区段及进入Insert mode下，或者到 last line mode，可以通过快捷键对文件内容进行复制、粘贴、删除等操作。

• 插入模式

在命令模式下输入小写字母a或小写字母i即可进入编辑模式，只有在Insert mode下，才可以做文字输入，按「ESC」键可回到命令行模式。该模式是我们后面用的最频繁的编辑模式。

• 底行模式

在命令模式下输入冒号shift + :即可进入末行模式，可以在末行输入命令来对文件进行查找、替换、保存、退出等操作

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3.4 vim的基本操作

• 进入vim,在系统提示符号输入vim及文件名称后，就进入vim全屏幕编辑画面:

• $ vim test.c
• 不过有一点要特别注意，就是你进入vim之后，是处于[正常模式]，你要切换到[插入模式]才能够输入文字。

• 命令模式 -> 插入模式(输入 a / i / 0)
• 插入模式 -> 命令模式(ESC)
• 命令模式 -> 底行模式（shift + ：）
• 底行模式 -> 命令模式(ESC)
• 退出vim及保存文件,在[命令模式]下，按一下「:」冒号键进入「Last line mode」:

• :w (保存当前文件)
• :wq (存盘并退出 vim)
• : q! (不存盘强制退出 vim)

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3.5 vim正常模式命令集

• 进入插入模式/底行模式

• 按【i】切换进入插入模式后，是从光标当前位置开始输入文字
• 按【a】进入插入模式后，是从目前光标所在位置的下一个位置开始输入文字
• 按【o】进入插入模式后，是插入新的一行，从行首开始输入文字
• 按【:】进入底行模式

• 移动光标

vim可以直接用键盘上的光标来上下左右移动，但正规的vim是用小写英文字母「h」、「j」、「k」、「l」，分别控制光标左、下、上、右移一格

命令	效果
按「G」	移动到文章的最后
按「$ 」	移动到光标所在行的“行尾”
按「^」	移动到光标所在行的“行首”
按「w」	光标跳到下个字的开头
按「e」	光标跳到下个字的字尾
按「b」	光标回到上个字的开头
按「#l」	光标移到该行的第#个位置，如：5l,56l
按［gg］	进入到文本开始
按［shift＋g］	进入文本末端
按「ctrl」+「b」	屏幕往“后”移动一页
按「ctrl」+「f」	屏幕往“前”移动一页
按「ctrl」+「u」	屏幕往“后”移动半页
按「ctrl」+「d」	屏幕往“前”移动半页

• 删除文字

命令	效果
「x」	每按一次，删除光标所在位置的一个字符
「#x」	例如，「6x」表示删除光标所在位置的“后面（包含自己在内）”6个字符
「X」	大写的X，每按一次，删除光标所在位置的“前面”一个字符
「#X」	例如，「20X」表示删除光标所在位置的“前面”20个字符
「dd」	删除光标所在行
「#dd」	从光标所在行开始删除#行

• 复制

命令	效果
「yw」	将光标所在之处到字尾的字符复制到缓冲区中。
「#yw」	复制#个字到缓冲区
「yy」	复制光标所在行到缓冲区。
「#yy」	例如，「6yy」表示拷贝从光标所在的该行“往下数”6行文字。
「p」	将缓冲区内的字符贴到光标所在位置。注意：所有与“y”有关的复制命令都必须与“p”配合才能完成复制与粘贴功能。

• 替换

命令	效果
「r」	替换光标所在处的字符。
「R」	替换光标所到之处的字符，直到按下「ESC」键为止。

• 撤销上一次操作

命令	效果
「u」	如果您误执行一个命令，可以马上按下「u」，回到上一个操作。按多次“u”可以执行多次回复。
「ctrl + r」	撤销的恢复

• 更改

命令	效果
「cw」	更改光标所在处的字到字尾处
「c#w」	例如，「c3w」表示更改3个字

• 跳至指定行

命令	效果
「ctrl」+「g」	列出光标所在行的行号。
「#G」	例如，「15G」，表示移动光标至文章的第15行行首。

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3.6 vim底行模式命令集

• 列出行号

「set nu」: 输入「set nu」后，会在文件中的每一行前面列出行号。

• 跳到文件中的某一行

「#」:「#」号表示一个数字，在冒号后输入一个数字，再按回车键就会跳到该行了，如输入数字15，再回车，就会跳到文章的第15行。

• 查找字符

命令	效果
「/关键字」	先按「/」键，再输入您想寻找的字符，如果第一次找的关键字不是您想要的，可以一直按「n」会往后寻找到您要的关键字为止。
「?关键字」	先按「?」键，再输入您想寻找的字符，如果第一次找的关键字不是您想要的，可以一直按「n」

问题：／ 和 ？查找有和区别？操作实验一下

/ 是从文本的开头开始往下查找，? 是从文本结尾开始往上查找。

• 保存文件

「w」: 在冒号输入字母「w」就可以将文件保存起来

• 离开vim

• 「q」：按「q」就是退出，如果无法离开vim，可以在「q」后跟一个「!」强制离开vim。
• 「wq」：一般建议离开时，搭配「w」一起使用，这样在退出的时候还可以保存文件。

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3.7 配置vim

• 不建议在root下面配置vim

• 在目录 /etc/ 下，有个 .vimrc 的文件，这是系统中公共的 vim 配置文件，对所有用户都有效
• 而在每个用户的主目录下，都可以建立自己私有的配置文件，命名为 .vimrc。例如，/root 目录下，通常已经存在一个 .vimrc 文件，如果不存在，则自己创建
• 切换用户成为自己执行 su，进入自己的主工作目录执行 cd~
• 打开自己目录下的 .vimrc 文件，执行 vim .vimrc

3.8 sudo提升权限问题

• 曾经我们在普通用户的操作中，想使用 sudo 来短期提升权限，却并不能如愿，这是因为默认这个用户是不受信任的

解决办法：

• 切换成root
• 输入指令：vim /etc/sudoers
• 对应位置
• 帮上面那行指令复制，把ALL改成自己的用户名

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4. Linux编辑器-gcc/g++使用

• 背景知识
  我们的 C 代码写完，要变成可执行程序需要四个阶段：

1. 预处理（进行宏替换)
2. 编译（生成汇编)
3. 汇编（生成机器可识别代码）
4. 连接（生成可执行文件或库文件)

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4.1 gcc如何使用

格式 ：gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

# 例如： 执行程序-> gcc code.c -o code

4.2 预处理(进行宏替换等)

• 预处理功能主要包括宏定义,文件包含,条件编译,去注释等。
• 预处理指令是以#号开头的代码行。

实例: gcc –E code.c –o code.i

• 选项“-E”,该选项的作用是让 gcc 在预处理结束后停止编译过程。
• 选项“-o”是指目标文件,“.i”文件为已经过预处理的C原始程序。

code.c

code.i

预处理之后还是C语言

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4.3 编译(生成汇编)

• 在这个阶段中,gcc 首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等,以确定代码的实际要做的工作,在检查无误后,gcc 把代码翻译成汇编语言。
• 用户可以使用“-S”选项来进行查看,该选项只进行编译而不进行汇编,生成汇编代码。

实例: gcc –S code.i –o code.s

code.s

这是汇编语言，虽然我们没有学过但也需要大概知道是什么

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4.4 汇编（生成机器可识别代码）

• 汇编阶段是把编译阶段生成的“.s”文件转成目标文件
• 读者在此可使用选项“-c”就可看到汇编代码已转化为“.o”的二进制目标代码了

实例: gcc –c code.s –o code.o

code.o

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4.5 连接（生成可执行文件或库文件）

• 在成功编译之后,就进入了链接阶段。

实例: gcc code.o –o code

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4.6 gcc选项汇总

• E 只激活预处理,这个不生成文件,你需要把它重定向到一个输出文件里面
• S 编译到汇编语言不进行汇编和链接
• c 编译到目标代码
• o 文件输出到 文件
• static 此选项对生成的文件采用静态链接
• g 生成调试信息。GNU 调试器可利用该信息 。
• shared 此选项将尽量使用动态库，所以生成文件比较小，但是需要系统由动态库.
• O0
• O1
• O2
• O3 编译器的优化选项的4个级别，-O0表示没有优化,-O1为缺省值，-O3优化级别最高
• w 不生成任何警告信息。
• Wall 生成所有警告信息。

为了方便记忆，我们可以看看键盘的左上角的 Esc 键，它刚好对应我们的 -E、-S、-c 选项；而生成的文件的后缀刚好对应镜象文件的后缀 .iso。

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4.7 动态库和静态库

• 在这里涉及到一个重要的概念:函数库

我们的C程序中，并没有定义“printf”的函数实现,且在预编译中包含的“stdio.h”中也只有该函数的声明,而没有定义函数的实现,那么,是在哪里实“printf”函数的呢?

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最后的答案是:系统把这些函数实现都被做到名为 libc.so.6 的库文件中去了,在没有特别指定时,gcc 会到系统默认的搜索路径“/usr/lib”下进行查找,也就是链接到 libc.so.6 库函数中去,这样就能实现函数“printf”了,而这也就是链接的作用

• 静态库和动态库

• 静态库是指编译链接时,把库文件的代码全部加入到可执行文件中,因此生成的文件比较大,但在运行时也就不再需要库文件了。其后缀名一般为“.a”
• 动态库与之相反,在编译链接时并没有把库文件的代码加入到可执行文件中,而是在程序执行时由运行时链接文件加载库,这样可以节省系统的开销。动态库一般后缀名为“.so”,如前面所述的 libc.so.6 就是动态库。

• gcc 在编译时默认使用动态库。完成了链接之后,gcc 就可以生成可执行文件,如下所示。
  gcc code.o –o code
• gcc默认生成的二进制程序，是动态链接的，这点可以通过file 命令验证。

• file code file 辨别code 的类型

• ldd code ldd 命令查看 mytest 所依赖的库

若要采用静态链接，需要带选项

gcc code.c -o code_static -static

-static：表面使用静态链接的方式形成可执行程序

在新版本的 Linux 系统下一般都不会安装 libc.a，只会安装 libc.so，所以就使用不了 -static，解决方法就是安装 glibc-static

//安装指令
sudo yum install glibc-static   //c静态库
sudo yum install libstdc++-static  //c++静态库

光是一个简单的程序，静态链接的大小就比动态链接高出 100 倍以上

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5. Linux调试器 —— gdb使用

5.1 背景

• 程序的发布方式有两种，debug模式和release模式
• Linux gcc/g++出来的二进制程序，默认是release模式
• 要使用gdb调试，必须在源代码生成二进制程序的时候, 加上-g 选项

• 当我们遇到一个程序不理解，我们就可以用到调试

• 首先我们先生成一个可执行程序，然后进行gdb

gdb text

• Linux 中默认生成的可执行程序是 release 版本的， 如果需要 debug 版本，就需要-g

gcc text2.c -o text_debug -g
gcc text2.c -o text_release

• Linux 中生成的可执行程序，它的二进制的格式是 elf 的，readelf 可以读取内部的格式：

readelf

• 选项 -S 查看可执行程序的分段情况

readelf -S text_debug | grep debug
readelf -S text_realease | grep debug

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5.2 使用命令汇总

命令	效果
ctrl + d/D 或 quit/q	退出调试
list/l 行号(, 行号)	显示 binFile 源代码，显示的是当前行号周围的代码，可以利用另一个行号来指定一段区间
list/l 函数名	列出某个函数的源代码
r 或 run	运行程序
n 或 next	单条执行
s 或 step	进入函数调用
break(b) 行号	在某一行设置断点
break 函数名	在某个函数开头设置断点
info break/I b	查看断点信息
finish	执行到当前函数返回，然后停下等待命令
print§	打印表达式的值，通过表达式可以修改变量的值或调用函数，类似于 p
p/P 变量	打印变量值
set var	修改变量的值
continue 或 c	从当前位置开始连续而非单步执行程序
delete breakpoints/d 或 d	删除所有断点
delete breakpoints n 或 d n	删除序号为 n 的断点
enable (breakpoints) 序号	启用断点，默认全启
disable 序号	禁用断点，默认全禁
display 变量名	跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值
undisplay	取消对先前设置的那些变量的跟踪
until X 行号	跳至 X 行
breaktrace 或 bt	查看各级函数调用及参数
info (i) locals	查看当前栈帧局部变量的值
quit	退出 gdb

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6. Linux项目自动化构建工具-make/Makefile

• 背景

• 会不会写makefile，从一个侧面说明了一个人是否具备完成大型工程的能力
• 一个工程中的源文件不计数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，makefile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
• makefile带来的好处就是——“自动化编译”，一旦写好，只需要一个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，一般来说，大多数的IDE都有这个命令，比如：Delphi的make，Visual C++的nmake，Linux下GNU的make。可见，makefile都成为了一种在工程方面的编译方法。
• make是一条命令，makefile是一个文件，两个搭配使用，完成项目自动化构建。

• 依赖关系

其次我们再了解一下什么是 make，什么是 makefile：

• make 是一条命令，它可以帮我们自动化构建项目
• makefile 是一个文件，自动化构建项目的过程是它完成的
• 这个文件里包含目标文件和原始文件的依赖关系和依赖方法。

• 协助理解：

我是我老爸的儿子 ————依赖关系
老爸给我发生活费————依赖方法

• 实例：

格式: 目标文件：依赖文件
「tab」依赖方法

make直接编译代码：

make clean 清理文件

• .PHONY

• .PHONY 表示定义·伪目标·，它的意义是 make clean 时 clean 总是可执行的
• 这个 clean 没有依赖关系，但有依赖方法
• 执行make命令是没有效果的(底层是通过对比修改时间和可执行时间实现的)，然而make clean 即便刚刚执行过，也可以随便执行。

make会根据你编写的依赖关系，从上往下自动推导程序的执行
make会在当前目录下找名字叫Makefile或makefile的文件。然后它会默认找文件中的第一个目标文件（target），并把这个文件作为最终的目标文件。

实例：
当我们连续make两次：

只会执行一次，第二次不会执行

当我们连续make clean：

因为含有伪命令，所以make clean 可以无限次执行，所以叫做总是可执行的

问题：makefile怎么知道我的可执行文件是最新的呢？

根据文件最近的更改时间来判断（比较源文件和生成文件时间）

• 原理：
  make是如何工作的,在默认的方式下，也就是我们只输入make命令。那么，

1. make会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。
2. 如果找到，它会找文件中的第一个目标文件（target），在上面的例子中，他会找到“hello”这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件。
3. 如果hello文件不存在，或是hello所依赖的后面的hello.o文件的文件修改时间要比hello这个文件新（可以用touch 测试），那么，他就会执行后面所定义的命令来生成hello这个文件。
4. 如果hello所依赖的hello.o文件不存在，那么make会在当前文件中找目标为hello.o文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成hello.o文件。（这有点像一个堆栈的过程）
5. 当然，你的C文件和H文件是存在的啦，于是make会生成 hello.o 文件，然后再用 hello.o 文件声明
   make的终极任务，也就是执行文件hello了。
6. 这就是整个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。
7. 在找寻的过程中，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。
8. make只管文件的依赖性，即，如果在我找了依赖关系之后，冒号后面的文件还是不在，那么对不起，我就不工作啦。

7. Linux第一个小程序－进度条

• \r&&\n

我们需要了解两个概念：

回车\r：回到当前行的最开始
换行\n：列不变，新起一行

• 行缓冲区

#include 

int main()
{
     printf("hello Makefile!\n");//带\n
     sleep(3);
     return 0;
}

--------------------------------------------------------------------------------------
// 运行发现，sleep的过程中，并没有打印。
#include 
#include 

int main()
{
     printf("hello Makefile!");//没有\n
     sleep(3);
     return 0;
}

这是为什么呢？

这是顺序结构，那肯定是从上至下执行。那为什么没有打印呢？
其实这里 sleep 时，printf 已经执行了，也就是说，printf 已经执行了，并不代表信息会被我们看到。
printf不带\n在向显示器打印时，数据不会立即刷新，而是会暂时保存在用户C语言级别的缓冲区中(c语言给我们提供的一块内存)，显示器的刷新策略就是行刷新，遇到\n即把之前的字符串全部显示出来。

解决方法：

fflush(stdout);

• 进度条的实现：

不换行，从左至右变长，走完再换行

#include
#include
#include

#define NUM 102  
 
int main()
{
	char bar[NUM];
	memset(bar,0,sizeof(bar));
	const char *lable="|/-\\";//旋转效果，防止程序卡住不知道
	int cut = 0;
	while(cut <= 100)
	{
		printf("[%-100s][%d%%] %c\r", bar, cut, lable[cut%4]);                                         
		fflush(stdout);
		usleep(200000);
		bar[cut++] = '#';          																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																																					
	}
    printf("\n");
    return 0;
}

在 Linux 中 sleep 是以秒为单位，usleep 是以微秒为单位的。

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8. 使用git命令行

• 第一步：把本地仓库和gittee仓库同步

git clone +仓库链接

复制HTTPS链接

• 第二步：进入本地仓库创建相应文件

• 第三步： 将代码放到本地的目录中

命令：git add 「文件名」

这里用的"."代表把没有在本地目录中的代码都放到本地目录中
将需要用 git 管理的文件告知 git

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• 第四步：提交改动到本地

git commit -m "日志信息"//日志信息不可以随意写，防止合作项目的时候混乱

如果是第一次运行，还需要绑定自己的信息

然后才能提交

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• 第五步：同步到远端服务器上

git push

需要填入用户名密码. 同步成功后, 刷新 Github 页面就能看到代码改动了.

完成啦，成功把自己的代码同步到gitee了

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