【Liunx】必备工具的简单使用 — yum / vim / gcc / gdb / make

前言

本章将介绍Linux下常用工具的安装及使用，在Linux下安装软件，编写代码，调试代码，以及和远程gitee仓库交互等操作。

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1. yum的使用

在centOS 7中安装软件：

1. 源码安装
2. rpm包安装
3. yum安装

其中源码安装和rpm安装并不简单，当依赖别的库时，还需要下载其他的库，Windows是直接打包好了的。

yum安装的好处：不用编译源码，不用解决软件的依赖关系。

当我们要安装别人的软件：

1. 需要别人先把代码给我编译成为可执行程序
2. 需要有人将编好的软件，放在用户能下载的地方（官网，应用软件市场）

我们日常生活中就是上述的方式安装软件的，当然Liunx安装软件也是这样的。

yum类似于手机上的应用市场APP、迅雷。

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1.1 如何下载软件：

yum list：

• 可以显示所有可以安装软件的列表。

我们推荐先下载一下两个软件：

• lrzsz：
• 软件功能：支持Windows的文件传到Linux_上,直接拖拽到X-Shell。

yum list | grep lrzsz
yum install -y lrzsz.x86_64

• lrzsz：
• 软件功能：可以理解为准官方的服务器列表。

yum install -y epel-release

注意：我们下载软件要用root身份，或者通过sudo来提升权限。

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1.2 配置国内yum源：

如何知道去哪台服务器上下载软件呢？

• 因为手机应用市场内置了下载的链接。
• Linux则是去 /etc/yum.repos.d去找对应链接。

有的时候在下载的时候会发现，下载的速度非常慢，这是因为有的yum源不是在国内，而是在国外的。这时候就需要我们配制国内的yum源了。

注意：做任何配置，绝对不要先删除，一定是先备份（就是将之前的目录改个名字）。

参考博客：传送门

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2. vim编辑器

vim是什么?

• 是一个编辑器
• 类似于Windows下的记事本
• 只有写代码的功能，并不能像vs2019那样的集成开发环境

只能用来写代码，功能强大（多模式的编辑器）。

我们为什么要学习vim？

• 有时候，需要我们在生产环境下，需要你快速的定位问题，甚至需要你快速的修改代码！
• vim更适合处理大型项目或者文件。

2.1 vim的安装：

有的Liunx是自带vim，有的则不是自带的，如果没有自带，需要安装一下。

yum install -y vim

2.2 vim的其中三种模式：

vim有很多中模式，我们现在学习三种模式：底行模式，命令模式，插入模式。

在命令模式下的一些文本批量化操作：

yy: 复制当前行，nyy复制n行
p: 粘贴再当前行的后面，np粘贴n次剪贴板的内容
dd: 剪切（删除）当前行，ndd操作n行
u: 撤销
ctrl + r: 重做
shift + g: 光标快速定位到文本末尾
gg: 光标快速移动到文本头
n + shift + g: 光标定位到文本的第n行
shift + 4: 光标定位到该行末尾
shift + 6: 光标定位到该行开头
w,b: 以单词为单位进行移动光标
h,j,k,l: 左、下、上、右
shift + `: 大小写快速切换
r: 替换光标所在处的字符，支持nr
shift + r: 批量化替换
x: 删除光标所在处的字符，nx删除n个

其他模式切换至命令模式，直接无脑Esc。

在底行模式的一些操作如下：

:w   只保存
:q   不保存退出
:wq  保存并退出
:reg 打开vim的寄存器面板
:syntax on 开启语法高亮
:set nu    显示行号
:set nonu  取消行号显示
:set tabstop=4 设置tab的缩进，默认为8
:set softtabstop=4 softtabstop是“逢8空格进1制表符”,前提是你tabstop=8
:set shiftwidth=4 设置程序自动缩进所使用的空格长度
:set autoindent 自动对齐上一行（这个选项会导致复制的时候代码排版混乱，可以考虑关闭，或者开启粘贴模式）
:set paste 开启粘贴模式
:set mouse=a 设置鼠标模式，默认是a
/+要搜索的内容  指定搜索

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3. gcc / g++ 编译器

3.1 生成可执行程序的过程：

在我们之前学习中，我们讲到过如何从一个源文件形成一个可执行文件的宏观过程。今天我们用gcc每一步执行生成的文件看一看。

复习编译 + 链接：传送门

格式 gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

预处理：

我们将test.i打开看一下：

可见：行数如此之多，很明显头文件被展开了，还有去掉注释，宏替换。

编译：

我们将test.s打开看一下：

此时我们看到的是一堆汇编代码，在这里会进行各种语法分析。

汇编：

我们将test.o打开看一下：

将汇编语言翻译成为可重定位二进制文件。
此时就是我们不认识的二进制的机器语言了，这里显示的是乱码。

此时文件就可以执行了吗，很显然并不能！
就算我们给test.o文件加上可执行权限，也不能执行。

因为还有一步，那就是链接！我们头文件中只是各种库函数的声明，我们还要链接其对应的库。
光有头文件是不能让代码跑起来，如果要形成可执行程序，要有头文件所对应的库。

链接：

此时生成的才是执行文件：

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3.2 动静态库（认识一下）：

3.2 - 1 对头文件和库的认识

如何查看头文件和库？

头文件：

ls /usr/include/

库：

ls /lib64/libc*

• 头文件： 给我们提供了可以使用的方法，所有的开发环境，具有语法提示，本质是通过头文件帮我们搜索的！（.h结尾）
• 库文件： 给我们提供了可以使用的方法的实现，以供链接，形成我们自己的可执行程序！（.c / .cpp结尾）

在上述生成可执行程序的过程中，在生成test.o文件的时候，我们尝试编译了一下，并没有成功，是什么原因呢？

• 程序光有头文件是不能让代码跑起来，如果要形成可执行程序，要有头文件所对应的库。

• 我的代码中需要的printf在哪里?
• 我的代码中使用了printf如何和，目标printf的实现产生关联？
• 这就是链接做的事情

链接的过程是为了让我们的代码和库的代码产生关联。

test.o链接的就是下面的这个库：

库分为动态库和静态库，我们先来感性的认识一下：

3.2 - 2 动态库

动态库的文件后缀: Linux(. so) windows(. dll)

自己的程序中没有实现，通过链接别人写好的库，调用别的库中的实现。

动态链接：

动态链接本质是，自己编自己的程序，只需要在链接的时候，将需要的方法和这个方法在库中的位置，通过地址的方式关联起来，这就叫动态链接。

优缺点：

• 优点：大家共享一个库，可以节省贷源，可执行程序内部不存在重复的代码。
• 缺点：一旦库缺失，会导致几乎所有的程序失效！

系统中很多程序都会使用C库,如果把Linux下的C库删了，那么Linux中所有的命令就跑不起来了。

3.2 - 3 静态库

静态库文件的后缀：Linux (. a) windows(. lib)

自己的程序中是将库中的相关代码，直接拷贝到自己的可执行程序中！

静态链接：

将库中所想要的方法拷贝到自己可执行的程序中，这个过程就叫做静态链接。

优缺点：

• 优点： 不依赖任何库，程序可以独立执行。
• 缺点： 浪费资源。

gcc中如何体现这两者的不同呢？

不同点就是他们最终形成的可执行文件体积不同。

• 默认情况下，形成的可执行程序，就是动态链接的！

默认一般而言，都没有自带静态库，需要我们自己安装。

安装C语言静态库:

yum install -y glibc-static

安装C+ +静态库:

yum install -y libstdc++-static

ldd + 文件名可以查看程序依赖的库和程序的链接状态：

大小比较：

明显静态链接的要比动态链接的可执行文件大得多。

补充：

• g++是用来编译C++程序的，用法和gcc一样
• 因为C++是兼容C语言的，所以g++也能用来编译C语言
• 如果部分C语言用法gcc不支持的话，那就在gcc编译的最后加上一句-std=c99
• 例如在循环里定义变量是c99才支持的

总结：

头文件里包的是函数的声明，C语言代码必须依赖头文件和库的，因为用的头文件和各种函数全部都需要在头文件中声明,在库文件中实现，然后在编译的时候，再把你的目标文件和库文件关联起来,这时力能形成可执行程序，否则一切都是扯淡。配环境就是在装头文件，装库。

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4. gdb调试

用gdb调试的时候非常麻烦比vs麻烦得多，但是在一些特定的场景下就是需要用gdb调试。

4.1 更改gdb默认的发布版本：

默认生成的可执行程序是无法调试的！因为在linux里面发布的可执行程序默认是release版本的，并不像vs2019那样发布的默认就是debug版本。

不过我们可以手动将其改成debug版本的：

这两个可执行程序运行的结果是一样的，多出来的就是调试的信息！

一段的方式读取可执行（debug）：

而release版本却什么都没有：

4.2 gdb的基本指令操作：

gdb的操作：

b 行号: 打断点
info b: 查看断点
d 断点编号: 取消断点
l 行号: 显示代码
l main：显示包含main的那一行
r: run，开始运行程序,跳到第一个断点
s: step，逐语句，对应vs的F11（进入函数）
n: next，逐过程，对应vs的F10
c: continue，跳转道下一个断点
p: 查看变量
display / undisplay: 常显示 或 取消常显示
until 行号: 跳转到指定行
finish: 执行完一个函数后停下
bt: 查看函数调用堆栈

gdb知道、会用就可以了。

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5. make / Makefile

经过上述的学习之后，我们知道在Linux下要是生成一个可执行文件是很麻烦的，当多个源文件一起编译的时候，一个一个生成目标文件最后再链接，麻烦死了~

项目结构：

1. 多文件.h / .c / .cpp 先编译哪一个程序?
2. 链接需要哪些库？
3. 库和头文件等在哪里找？

我们在vs中生成可执行文件只需要一键点击，清理解决方案也是一键点击，非常方便。

多个源文件生成可执行，vs当中只需要点击几个按钮就可以自动生成,文件之间的关系，先编译哪个后编译哪个,哪几个文件生成可执行，一次生成几个可执行文件, vs中从来不关心。
Linux下源文件之间的关系需要我们手动维护的，说白了就是要用gcc命令。

Linux项目自动化构建工具 - make / Makefile：

• make：是一个指令
• Makefile/makefile：是个文件

make和Makefile类似于：vs当中生成解决方案。

我们在Makefile文件中通过，依赖关系和依赖方法，达到我们最终的目的，生成可执行程序。

• 依赖关系：表明我为什么要生成该文件
• 依赖方法：表明了我如何生成该文件

makefile表明的是依赖关系和依赖方法。

对应的makefile如下：

依赖关系：要生成process，就需要process.c
依赖方法：如何使用process.c，形成process

此时我们只要make一下就能生成可执行程序，make clean就会将可执行程序给删除了。

注意：

• make指令默认只会形成第一个目标文件，执行该依赖关系的依赖方法。
• 第二个依赖方法则是需要 make clean

目标文件和伪目标：都是目标文件最终目的都是要根据依赖关系执行依赖方法。

• .PHONY：makefile语法格式中的一个关键字
• .clean被 .PHONY 修改时，表明：总是被执行！

什么叫总是被执行：

• 无论目标文件是否新旧，照样直接执行依赖关系！

既然有总是被执行，那么就有总不被执行：

当我们make过之后，再make就不会重复生成可执行程序，这就是总不被执行。

5.1 如何判断是否重新生成：

那么问题来了，makefile是如何识别我的exe/bin是新的还是旧的呢？

• 答案就是：根据对比源文件和可执行程序的最近修改时间，评估要不要重新生成。

一般而言, Linux下的文件会有三种时间：

• Access： 访问时间对于文件来说，当我们使用cat、more、less等命令读取文件内容时。
• Modity： 对文件内容修改时，Modify、Change时间会更新。
• Chang： 对文件属性修改时，例如chmod、chown、chcgrp等操作后，Change 时间会更新。

修改内容可能会引起Chang时间的变化，因为修改了文件内容文件的属性也会跟着变化，例如文件的大小。

Liunx内核对Access做了优化时间不变累计一定次数之后才会发生变化。

• 因为我们会频繁的查看文件内容，一直修改文件属性的话，也会有数据被写到磁盘，造成浪费。

可执行程序和源文件对比Modify的时间来决定要不要生成新的可执行程序：

touch可以创建文件，也可以更新文件的时间戳：

此时就更新了，源文件更新，就编译这个源文件，如果可执行程序更新，就不编译。

而总是被执行则是忽略时间对比：

不太建议将形成的目标文，件设置成伪目标而是将清理设成为目标。

5.2 多文件的makefile：

见一见：

6. Linux第一个程序 —— 进度条

6.1 回车和换行的区别：

平时接触的的换行一般指的是回车 + 换行，就是另起一行。但是实际上回车和换行还是有区别的：

回车是回车，换行是换行~

• 回车： 光标回到该行的最前面
• 换行： 光标去到下一行，但是列不变

在我们之前学习的C语言中，\n就是回车 + 换行，而 \r 是回车。

缓冲区刷新：

• 当我们printf一个字符串的时候，系统是先把这个字符串写入缓冲区，再把缓冲区的内容输出到屏幕上。
• 在linux环境中，\n会自动刷新缓冲区（只要缓冲区被刷新了就会在屏幕上显示出来）。
• 如果缓冲区没有刷新我们可以手动刷新，就需要用到fflush()函数来刷新一下。

我们通过man来看一下：

6.2 倒计时的实现：

有了上述知识，那么我们就可以利用这个特性实现一个简单的倒计时：

#include 
#include 

int main()
{
    int cnt = 9;

    while(cnt)
    {
        printf("%d\r", cnt);
        cnt--;
        fflush(stdout);
        sleep(1);
    }

    return 0;
}

效果图：

6.3 进度条的实现：

#include 
#include 
#include 

#define CNT 101
#define STYLE '#'

void process()
{
    char arr[CNT];
    memset(arr, '\0', sizeof(arr));

    const char* str = "/-|\\";
    int i = 0;

    for(i = 0; i < 100; i++)
    {
        arr[i] = STYLE;
        printf("\033[46;34m[%-100s]\033[0m [%d%%] %c\r", arr, i + 1, str[i % 4]);
        fflush(stdout);
        usleep(40000);
    }

    
    printf("\n");
}

int main()
{
    process();

    return 0;
}

效果图：