Linux基础开发工具

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1.软件包管理器yum

yum(Yellow dog Updater,Modified)是Linux下常用的一种包管理器，我们可以把它理解成手机中的应用商店。

1.1 yum的基本操作

以下载安装lrzsz为例子，演示yum的三个基本功能

• 1.查看软件包

yum list | grep lrzsz

这个指令的含义是：通过管道把yum检索的结果传递给grep,过滤其中包含lrzsz的软件包。

• 2.安装软件

sudo yum install lrzsz

调用root权限安装lrzsz软件。

• 3.卸载软件

sudo yum remove lrzsz

调用root权限删除lrzsz软件。

1.2 关于lrzsz

lrzsz是一个用于文件的上传和下载的工具

• rz(zmodem file receive)接收到Linux端
• sz(zmodem file send)发送到windows机器

2.Linux编辑器vim

vim和vi都是多模式的编辑器，区别就是vim是vi的升级版，可以兼容vi的所有指令。
vim有三种常用模式：
普通模式，插入模式，末行模式。

2.1 安装vimforcpp插件

在使用vim前，可以安装一个vimforcpp插件，方便写C/C++代码。初学时不了安装和配置可以直接复制下面这段指令到命令行中：

curl -sLf https://gitee.com/HGtz2222/VimForCpp/raw/master/install.sh -o ./install.sh && bash ./install.sh

2.2 修改vim配置

通过修改"~/.vimrc"（家目录下的.vimrc文件）文件修改vim配置

下面的内容可以根据自己的代码风格选择是否修改：

如果代码风格是上图中的style不用更改，而如果代码风格是上图的style2则需要进行更改：

初学时对这些修改内容的含义可能不理解，可以先照搬，不用完全理解。

2.3 常见错误

如果上一次编辑时异常退出了，就会产生这样的警告，这是因为异常退出导致.swp文件没有删除，当进入vim时遇到这样的警告，按"d"将.swp文件删除即可。

2.4 三种模式的转换关系

2.5 正常模式指令

七字真言
移、删、复、替、撤、更、跳，这是正常模式常用的七个类型的指令。

移动光标

• 小写英文字母，[h]、[j]、[k]、[l]，分别控制光标的左、下、上、右移动一格。
• [gg] 移动到文本的开始
• [G] 移动到文本的最后
• [$] 移动到光标所在行行尾
• [^] 移动到光标所在行行首
• [w] 移动到下个字的开头
• [b] 移动到上个字的开头
• [Ctrl+b] back 屏幕往后移动一页
• [Ctrl+f] front 屏幕往前移动一页
• [Ctrl+u] up 光标往上移动半页
• [Ctrl+d] down 光标往下移动半页

删除文本

• [x] 删除光标所在位置字符
• [#x] 如6x，删除光标后面6个字符（包括光标所在位置）
• [X] 大写X, 删除光标所在位置“前面”的字符（不包括光标所在位置）
• [#X] 如8X，删除光标所在位置前面的8个字符
• [dd] 删除光标所在行
• [#dd] 从光标位置开始删除#行，进行多行删除时有一个技巧，如果要删除光标位置后面的所有行，可以键入一个很大的数字，如：10000dd。

✳这里的删除本质上都是剪切，可以通过p进行粘贴。

复制

• [yw] 复制光标所在位置到本行结束
• [#yw] 复制#个字（非字符）
• [yy] 复制光标所在行
• [#yy] 复制#行
• [p] 将缓冲区中的字符粘贴到光标所在下一行，对于yw和#yw来说是粘贴至本行

替换

• [R] 替换光标所在位置字符，直到按下Esc键
• [r] 替换光标所在处的单个字符

撤销

• [u] 撤销一次操作，可重复按下撤销多次操作，相当于Windows下的Ctrl+z
• [Ctrl +r] 撤销恢复，相当于Windows下的Ctrl+y

更改

• [cw] change world，改变光标所在字到字尾巴(即每次更改一个单词)
• [c#w] 更改#个字

跳转至指定行

• [Crtl+g] 展示光标所在行
• [#G] 跳转至指定行

除了这七种操作外，还有两种操作是比较常用的

多行注释/多行去注释

注释
1.正常模式下，将光标移动到要开始进行多行注释的行，按Ctrl+v进入多行注释模式

2.通过j和k上下移动光标选取行

被选中的行会变色。
3.shift+i进入插入模式

4.输入://

5.按Esc

多行注释完成。

去注释
1.第一步与多行注释相同，进入V-Block模式
2.移动光标选定要去注释的行，选完行后，再将光标向右移动，将注释符号//两个斜杠全部覆盖，如图：

3.按x，删除两个斜杆，完成去注释

替换

首先将光标移动至要进行替换的行，按":“进入底行模式，键入s/，后面跟要被替换的字符，再键入”/“，后面跟替换后的字符，最后面再跟一个”/"。
如图：

这个指令的含义是，将光标所在行的main替换成linux。
替换结果：

此外，还可可以在s前面加"%"，表示全文，或"num1,num2"指定行，而在后面加"g"表示当前行所有。

这个语句的含义是，将全文所有的main替换成linux。
替换结果：

2.6 末行模式指令

进入末行模式之前，先按下Esc键返回正常模式，再按":"键进入末行模式。

跳转

• [num] 在冒号后面输入一个数字，按下回车键，光标便会跳到该行

查找字符

• [/关键字] 向后查找，先按"/"键，再输入要查找的字符，从光标所在位置向后查找关键字，按"n"会继续向后查找
• [?关键字] 向前查找，先按"?"键，再输入要查找的字符，从光标所在位置向前查找关键字，按"n"会继续向前查找

保存文件

• [w] 将编辑的内容保存

退出vim

• [q] 直接退出，后面可以跟[!]强制退出
• [wq]保存并退出，后面可以跟[!]强制退出

3.Linux编译器gcc/g++

Linux中使用gcc或者g++指令对C和C++程序进行编译。语法格式如下：

gcc [选项] 要编译的文件 [选项] 目标文件

3.1 程序编译的四个阶段

以test.c源文件的编译过程来演示程序编译的各个阶段

预处理

预处理阶段主要进行宏替换、头文件展开、去注释、条件编译等工作
指令：

gcc -E test.c -o test.i

预处理前后对比：

编译

编译阶段，gcc会检查代码的语法正确性，将代码翻译成汇编语言
指令：

gcc -s test.i -o test.s

含义与预处理阶段相似，这里的test.i文件也可以用test.c文件替代，即编译阶段可以直接编译未经处理的.c文件，也可以编译预处理阶段生成的.i文件

编译后生成汇编：

汇编

汇编阶段将汇编代码转换为二进制机器码

gcc -c test.s -o test.o

与前一阶段相同，这里的test.s文件也可以用test.i或者test.c

test.o就是生成的二进制目标代码：

二进制机器码用vim打开会看到上图所示的乱码。

链接

链接阶段会生成可执行文件或库文件，即将若干个二进制代码文件或库文件链接起来生成可执行程序

gcc test.o -o mytest

这里gcc后面没有可选项，直接跟二进制文件，生成可执行程序mytest

至此，程序编译的四个阶段完成，最终生成可执行程序。
总结C/C++程序编译的四个步骤：

3.2 函数库的概念

系统会把基本函数功能的实现都放到名为lib.so.6的库文件当中去，在使用到这些函数时，gcc会到系统默认的搜索路径"/usr/lib"下进行查找，即链接到lib.so.6库函数当中。
静态编译与动态编译：

• 静态编译 ：在编译链接时，将库文件中的代码全部加入可执行文件中，这样生成的文件较大，但在运行时就不再需要库文件，后缀名一般为.a。
• 动态编译 ：动态编译与静态编译相反，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，而是在程序运行时由运行时链接文件加载库，节省内存开销。动态库后缀名一般为.so。

gcc编译时默认使用动态库，可以通过file指令查看文件属性，并通过ldd指令查看可执行程序连接的库文件，如图：

从上图可以看出gcc编译使用的动态链接，并看出链接的库文件。如果要进行静态编译，需要加上-static

4.Linux调试器gdb

4.1 背景：C程序的两种发布方式

• release模式 使用gcc/g++进行编译时，默认是release模式
• debug模式 若要使用gdb调试，须在源代码产生二进制程序的时候，加上"-g"选项

gdb进行调试时，必须使用debug版本,如果使用release版本，会有报错：

4.2 gdb调试

获取可执行程序

进行调试前，要先拥有一个可执行程序
test.c源文件：

#include
  2 typedef struct grade
  3 {
  4     int num;
  5     int grade;
  6 }GRADE;
  7 int main()
  8 {
  9     //查看数组
 10    int arr[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
 11    printf("%d\n",arr[0]);
 12 
 13    //查看指针变量及指针解引用
 14    int a=10;
 15    int *p=&a;
 16    printf("a:%d *p:%d\n",a,*p);
 17 
 18    //查看结构体变量
 19    GRADE stu;
 20    stu.num=1;
 21    stu.grade=9;
 22    printf("num:%d grade:%d\n",stu.num,stu.grade);                                                                                                                        
 23 
 24    //查看结构体指针
 25    GRADE*ps=&stu;
 26    ps->num=2;
 27    ps->grade=8;
 28    printf("num:%d grade:%d\n",ps->num,ps->grade);
 29 
 30     return 0;
 31 }

使用gdb指令开始进入调试状态

gdb mytest

输入指令后看到下面的结果说明已经进入调试状态：

gdb中的基本命令

源码显示

• [list] 也可用简写l，展示源代码， 每次10行
• [l 行号] 展示该行号为中心10行的代码
• [l 函数名] 列出一个函数的源代码
• [l -] 展示上面10行的源代码

运行程序

• [r] 运行程序，停在断点处（有断点的行不执行）
  r指令执行结果：
  

• [n] 即next，逐过程，不进入调用的函数，相当于VS中的F10

• [s] 即step，逐语句，进入函数调用，相当于VS中的F11

断点

• [b 行号] 在某一行设置断点

• [b 函数名] 在函数开头设置断点

• [i b] 即info break，查看断点信息
  断电信息：
  

• [delete breakpointes] 删除所有断点

• [delete breakpointes n] 删除序号为n的断点

• [disable breakpointes] 禁用断点

• [enable breakpointes] 启用断点

查看变量

• [p] 即print，打印变量值，可查看普通变量、指针、结构体、数组等
• [display 变量名] 追踪查看一个变量，每次停下来都会显示它的值

堆栈及函数调用

• [bt] breaktrace，查看各级函数调用及参数，即反应函数之间的调用关系
• [i locals] info locals 查看当前栈帧局部变量的值,即当前函数的帧栈内部

Tips

gdb调试时，若无指令输入时按回车，会执行上一次的指令，在进行逐步调试时可以用到，第一次键入n或者s即可，后面按回车键即可。

4.3 核心转储文件：core dump

核心转储文件core dump反应的是在程序运行崩溃的一瞬间的内存映像（相当于案发现场）
core file size，表示 核心转储文件的大小，当core file size的值为0时，表示不产生核心转储文件；core file size值为unlimited表示不限制核心转储文件大小，只要core dump大小小于磁盘空间，都会正常产生。

• ulimit -a 可以查看当前核心转储文件的限制大小
  如图：
  
• ulimit -c [0~unlimited] 修改core file size大小
  

修改core file size大小为unlimited后，若程序崩溃，如产生指针越界访问等问题，便会产生coredump文件，如图：

gdb coredump调试

根据core dump文件中提供的信息分析程序发生崩溃的原因。

5.Linux项目自动化构建工具make/makefile

5.1 make与makefile的作用

• makefile是文件，其内部定义编译程序的规则文件格式为：

 目标对象：依赖对象
 	编译命令

注意第二行编译命令的前面有一个Tap键的空间（四个空格）。

• make是一个指令

5.2 工作原理

1.执行make指令时，它会自动查找当前目录中文件名为"makefile"或"Makefile"的文，并对其内容进行解析，编译程序，若未找则会报错。
2.make只为生成第一个目标对象而服务，如果为了生成第一个目标对象，需要先生成依赖对象，则会继续在makefile文件中查找生成依赖对象的方法，若发现依赖对象不存在，报错返回。
eg：

此时，执行make指令相当于执行了4个gcc指令，一次产生了"test.i"“test.s”“test.o"文件和可执行程序"mytest”。

5.3 makefile细节：酌情补全的情况

makefile中的依赖对象为test.o文件，原则上这时应该在当前目录中寻找test.o文件，如图：

当前目录中并没有test.o文件，但是仍然生成了可执行程序：

这是因为当前目录下有一个名为"test.c"的文件，make自动补全了一条指令，将"test.c"文件编译成了makefile中的依赖对象"test.o"文件，可以称为酌情补全，在编译程序时，不能依赖这种补全方式，要将"makefile"文件写完整。

5.4 makefile文件中的自定义变量和内置变量

内置变量：

• $^ 所有的依赖对象
• $@ 目标对象
• $< 第一个依赖对象
  eg:
  
  因为依赖对象可以由多个，所以这里可以由多个源文件生成一个可执行程序，这便是makefile的内部变量的意义。

自定义变量

• 自己取变量名，使用$进行解析
  eg:
  

5.5 伪目标与项目清理

在执行make指令时，会碰到这种情况：

因为依赖对象的最后一次修改时间小于目标对象的修改时间，所以make指令不执行。（即当前可执行程序已经是最新的，不用再进行编译）

伪目标

.PHONY：[伪目标名称]
伪目标的特性：命令总是被执行，不关心最后一次修改时间
如图：

用.PHONY修饰了mytest，所以再次make时，gcc仍会执行，如图：

项目清理

根据伪目标的特性，可以进行项目清理，清除所有目标文件，以便重新编译：


这样便利用伪目标的特性实现了便捷的项目清理。

6.git的使用

• git clone [地址]克隆仓库到本地，这里的地址指仓库的地址

• git add [文件名 ] 添加文件到

• git commit [文件名] -m “备注信息” 提交改动到本地
  如图：
  

• git push origin master 同步到远端服务器，origin表示源，master是分支
  如图表示远端同步成功：
  

• git pull 远端仓库同步到本地