linux 中 C++的环境搭建以及测试工具的简单介绍

文章目录

• • makefle
  • CMake
  • gdb调试 与 coredump
  • Valgrind 内存检测
  • gtest 单元测试

makefile  介绍

安装 :   sudo apt install make

makefile 的规则:   举例说明

包括：目标文件 、 依赖文件 、 生成规则

使用 ： make   

make  clean 

CMake :

CMake是一个跨平台的构建工具，用于管理和生成C++项目的构建过程。它可以自动生成Makefile、Visual Studio项目文件、Xcode项目文件等，极大地简化了源代码跨平台构建的过程。

安装 ：  sudo apt-get  install  cmake   。

linux 中使用 CMake 生成 Makefile 并编译流程

- 编写CMake 配置文件  CMakeList.txt . 

- 执行命令 cmake PATH 生成 Makefile 其中 PATH 是 CMakeList.txt所在的目录

-使用   cmake   命令进行编译

CMakeLists.txt 文件示例：

#CMakeLists.txt    基础用法

#CMake  最低版本要求
cmake_minimum_required(VERSION 3.27.4)

#项目信息
project(project.exe)

#指定生成的文件
add_executable(CMake project.exe  project.c  speak.c)

执行 cmake .     (会在当前文件下 ，生成一个Makefiles )

gdb调试 与  coredump

gdb 是linux 程序员的一大利器

安装 sudo  apt-get  install  gdb

使用前提: 文件编译的时候 带上 -g 

gcc  -g   project.c  -o  project.exe   

启动:

gdb  project.exe

gdb  常用命令

- 获取帮助   hlep 

-  break  设置断点 , 命令接收行号 或者函数作为参数

- info break   可以查看断点   

- clear    可以清除断点

- run  运行程序到达中断处    

-next 命令(缩写 n )  单步执行   可以指定数字    n   1(其他的都可以)

-continue 命令(缩写 c )  想要继续执行 , 直到遇到下一个断点

- print (缩写 p )   监视变量

- 临时修改变量    命令  set  var    如set  var   a= 100

- bt 查看堆栈情况

Coredump  调试

在程序运行过程中出现严重错误导致程序崩溃时，操作系统将程序的内存状态保存到一个特殊的文件中，以便进行后续的调试和分析。

当程序发生错误时，操作系统会默认生成一个core文件，其中包含了程序崩溃时的内存状态、寄存器值、堆栈信息等。这个core文件可以被调试器工具（如gdb）加载，用于分析程序崩溃的原因。

前期设置:

- 1 . 设置core 文件的生成的目录 , 其中%e表示程序文件名 , %p 表示进程的ID ,

        如果不设置,那么会在当前目录生成  core 文件

        方法:   echo /data/coredump/core.%e.%p > /proc/sys/kernel/core_pattern

        我们要确保   data  和 coredump存在 ，  mkdir  自己创建一个，你也可以放在其他文件下

         我这里放在了 / 根目录下

 使用cat  查看core的生成目录

-  2 .  将生成的 core 改成不受限制    ulimit  -c  unlimited

什么情况下会导致程序异常退出:

- 非法指针的访问 ,堆栈溢出

如何调试:

1> 编译时添加 -g  选项 ,增加调试信息

2> gdb  project.exe  core  core_file       (core文件的目录)

- bt  或者 where 查看调用栈的信息

-     查看某一层的信息  frame   n     (n  从0开始 , frame  0 表示栈顶)

- up  n      上移n 层

-down  n    下移

- info  frame  查看当前层的信息

- info  args  查看当前函数的参数名及其值

- info  locals   打印当前函数中所有局部变量及其值

内存检测 Valgrind

检测和调试程序的开源工具。

它主要用于发现和分析内存泄漏、访问越界、使用未初始化的变量等常见的程序错误。

使用Valgrind可以帮助开发人员在早期发现和解决潜在的内存错误，提高代码的质量和可靠性。

安装:   sudo  apt-get install valgrind

Memcheck   检查步骤

1.  编译时带上   -g

2. 执行 :   

valgrind  --tool=memcheck  --leak-check   ./you  program 

 

部分结果分析

1. "All heap blocks were freed -- no leaks are possible"： 这表示程序在退出之前已经正确释放了所有的堆内存，并且没有内存泄漏。

2. "ERROR SUMMARY: n errors from m contexts"： 这表示Valgrind检测到n个内存错误，并且这些错误发生在m个上下文中。Valgrind会提供更详细的错误信息，以便你能够定位和修复这些问题。

3. "Invalid read/write of size n"： 这表示程序尝试读取或写入大小为n的内存块，但该内存块的访问是无效的。可能存在越界访问、空指针解引用等问题。

4. "Conditional jump or move depends on uninitialised value(s)"： 这表示程序在条件分支或移动操作中使用了未初始化的值。这可能导致不可预测的行为。

5. "Invalid free/delete"： 这表示程序尝试释放一个无效的内存块。通常是因为重复释放、野指针等问题。

gtest 单元测试

用于C++的流行单元测试框架，可以帮助你编写和运行自动化的单元测试代码

搭建测试框架:

下载方法 : git clone https://github.com/google/googletest.git

1  cd   googletest

2  cmake   ./

3  make

最后 sudo make install  大功告成 

测试demo:

demo1.h

#ifndef _DEMO1_H_
#define _DEMO1_H_

int factorial(int n);

#endif   // _DEMO1_H_
~

demo1.cc

#include "demo1.h"

int factorial( int n){
    int result = 1;
    for( int i=1 ;i<=n; i++){
       result *=i;
    }
    return result;
}
~

接下来，我们测试factorial 函数是否正确 ，编写一个测试用例   demo1_main.cc

#include 
#include "demo1.h"
#include "gtest/gtest.h"

namespace{

TEST( factorialTest ,Negative ){//负数

   EXPECT_EQ(1 , factorial(-5));
   EXPECT_EQ( 1 , factorial(-1));
   EXPECT_GT( factorial(-10) , 0);

}

TEST(factorialTest , Zero){
   EXPECT_EQ( 1 , factorial(0));
}

TEST( factorialTest , Positive){
   EXPECT_EQ(1 , factorial(1));
   EXPECT_EQ(2 , factorial(2));
   EXPECT_EQ(6 , factorial(3));
   EXPECT_EQ(40320 , factorial(8));
}

}   //namespace
~

说明：

- 1、 TEST 是 gtest 的测试宏 ，我们的测试用例必须这样写

- 2、factorialTest  是测试套的名字 ，一个测试套可以包含多个测试用例

- 3、 EXPECT_EQ 、EXPECT_GT  等等都是 gtest  提供的测试断言

- 4、EXPECT_EQ 会返回成功，或者失败 ，既我们测试用例的成功或者失败

- 5编译: 

g++  demo1.cc demo1_main.cc  -lgtest  -std = c++11  -lgtest_main  -lpthread  -o  demo   

- 6 、 执行 ./demo

如果全部是绿色的· ， 那么恭喜你，写的方法可能没有问题。