目錄

Linux編輯器-vim

1. 基本概念

2. 基本操作

3. 正常模式命令集

4. 末行模式命令集

5. 其他操作

6. 簡單vim配置

Linux編譯器-gcc/g++

1、基本概念?

2、程序翻譯的過程

3. gcc如何完成程序翻譯

4、動靜態(tài)庫?

Linux項目自動化構(gòu)建工具-make/Makefile

1、背景

2、創(chuàng)建makefile

3、原理

5、項目清理（偽目標）

進度條小程序

1、緩沖區(qū)刷新

2、原理?

3、實現(xiàn)?

Linux編譯器-gcc/g++

1、基本概念?

gcc是GNU Compiler Collection（GNU編譯器集合）的縮寫，是一個廣泛使用的編程工具，用于編譯和鏈接C、C++、Objective-C和其他語言的源代碼。

gcc主要用于將高級編程語言（如C、C++等）的源代碼轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行文件或庫文件。它執(zhí)行以下主要任務(wù)：

1. 編譯：gcc將源代碼文件（如.c、.cpp等）編譯為機器代碼文件（如.o、.obj等）。編譯過程將源代碼轉(zhuǎn)換為匯編語言，然后再轉(zhuǎn)換為機器代碼。

2. 鏈接：gcc將編譯生成的目標文件（.o、.obj等）以及所需的庫文件鏈接在一起，生成最終的可執(zhí)行文件或庫文件。鏈接過程將解析和解決符號引用，將多個目標文件和庫文件組合成一個完整的可執(zhí)行文件。

除了編譯和鏈接源代碼，gcc還提供了許多選項和功能，用于優(yōu)化代碼、調(diào)試程序、生成調(diào)試信息、處理預(yù)處理指令等。

2、程序翻譯的過程

1. 預(yù)處理（進行去注釋、宏替換、頭文件展開、條件編譯)
2. 編譯（C/C++ >>> 匯編)
3. 匯編（匯編 >> 可重定向二進制目標文件）
4. 連接（鏈接多個 .o .obj 合并形成可執(zhí)行文件.exe)

3. gcc如何完成程序翻譯

格式 gcc [選項] 要編譯的文件 [選項] [目標文件]

• 預(yù)處理功能主要包括宏定義,文件包含,條件編譯,去注釋等。
• 預(yù)處理指令是以#號開頭的代碼行。
• 實例:?gcc -E hello.c -o hello.i
  • 選項“-E”,該選項的作用是讓 gcc 在預(yù)處理結(jié)束后停止編譯過程。
  • 選項“-o”是指目標文件,“.i”文件為已經(jīng)過預(yù)處理的C原始程序，-o后面緊跟生成的目標文件。

• 在這個階段中,gcc 首先要檢查代碼的規(guī)范性、是否有語法錯誤等,以確定代碼的實際要做的工作,在檢查
• 無誤后,gcc 把代碼翻譯成匯編語言。
• 選項“-S”：從現(xiàn)在開始進行程序的翻譯，如果編譯完成就停下來。
• 實例: gcc –S hello.i –o hello.s

• 匯編階段是把編譯階段生成的“.s”文件轉(zhuǎn)成目標文件（二進制文件）。
• 選項“-c”從現(xiàn)在開始進行程序的翻譯，如果匯編完成就停下來。
• 實例: gcc –c hello.s –o hello.o

• 在成功編譯之后,就進入了鏈接階段。
• 實例: gcc hello.o –o hello

4、動靜態(tài)庫?

• 在我們的C程序中，雖然沒有定義“printf”函數(shù)的實現(xiàn)，且在預(yù)編譯中包含的“stdio.h”中只有該函數(shù)的聲明，但實際上，“printf”等標準庫函數(shù)的實現(xiàn)被存放在名為?libc.so.6?的庫文件中。
• 當使用gcc編譯時，如果沒有特別指定，它會默認在系統(tǒng)的搜索路徑（通常是/usr/lib）下查找這個庫文件。通過鏈接到libc.so.6，程序能夠?qū)崿F(xiàn)對“printf”等函數(shù)的調(diào)用，這就是鏈接階段的作用。

在Linux系統(tǒng)中，庫文件主要有兩種形式：動態(tài)庫（.so文件）和靜態(tài)庫（.a文件）。相應(yīng)地，在Windows系統(tǒng)中，這兩種類型的庫文件分別以.dll（動態(tài)庫）和.lib（靜態(tài)庫）作為后綴名。

靜態(tài)庫在編譯鏈接過程中，將庫文件中的代碼全部加入到生成的可執(zhí)行文件中。這種方式會導致可執(zhí)行文件體積較大，但好處是運行時不再依賴外部的庫文件。靜態(tài)庫文件在Linux中一般以.a作為后綴名。

動態(tài)庫的處理方式則不同，它在編譯鏈接時不會將庫文件的代碼直接加入到可執(zhí)行文件中。

• 相反，程序在運行時會動態(tài)地加載所需的庫文件。這種方式可以減少系統(tǒng)資源的占用，因為多個程序可以共享同一個庫文件的單個副本。
• 動態(tài)庫文件在Linux中的后綴名通常為.so，例如之前提到的libc.so.6便是一個動態(tài)庫。
• 在編譯時，GCC默認采用動態(tài)庫鏈接，從而生成的二進制程序通常是動態(tài)鏈接的。這一點可以通過使用file命令來驗證。例如，編譯生成可執(zhí)行文件的命令可以是：gcc hello.o -o hello，這里GCC會默認鏈接到動態(tài)庫。

• -E 只激活預(yù)處理,這個不生成文件,你需要把它重定向到一個輸出文件里面
• -S? 編譯到匯編語言不進行匯編和鏈接
• -c? 編譯到目標代碼
• -o 文件輸出到 文件
• -static 此選項對生成的文件采用靜態(tài)鏈接
• -g?生成調(diào)試信息。GNU 調(diào)試器可利用該信息。
• -shared?此選項將盡量使用動態(tài)庫，所以生成文件比較小，但是需要系統(tǒng)由動態(tài)庫.
• -O0 -O1 -O2 -O3
  • 編譯器的優(yōu)化選項的4個級別，-O0表示沒有優(yōu)化,-O1為缺省值，-O3優(yōu)化級別最高
• -w? 不生成任何警告信息。
• -Wall 生成所有警告信息。

Linux項目自動化構(gòu)建工具-make/Makefile

1、背景

• 會不會寫makefile，從一個側(cè)面說明了一個人是否具備完成大型工程的能力
• 一個工程中的源文件不計數(shù)，其按類型、功能、模塊分別放在若干個目錄中，makefile定義了一系列的規(guī)則來指定，哪些文件需要先編譯，哪些文件需要后編譯，哪些文件需要重新編譯，甚至于進行更復(fù)雜的功能操作
• makefile帶來的好處就是——“自動化編譯”，一旦寫好，只需要一個make命令，整個工程完全自動編譯，極大的提高了軟件開發(fā)的效率。
• make是一個命令工具，是一個解釋makefile中指令的命令工具，一般來說，大多數(shù)的IDE都有這個命令，比如：Delphi的make，Visual C++的nmake，Linux下GNU的make?？梢?，makefile都成為了一種在工程方面的編譯方法。
• make是一條命令，makefile是一個文件，兩個搭配使用，完成項目自動化構(gòu)建。

2、創(chuàng)建makefile

要使用Makefile，您可以按照以下步驟進行：

1. 創(chuàng)建Makefile文件：在項目的根目錄或適當?shù)奈恢脛?chuàng)建一個名為“Makefile”（或“makefile”）的文件。

2. 定義目標和規(guī)則：在Makefile中，定義您的目標和相應(yīng)的規(guī)則。每個目標表示一個輸出文件，而規(guī)則則指定如何生成目標。

target: dependencies//依賴關(guān)系
? ? ? ? command//依賴方法

? ? 例如，如果您有一個C程序（如“hello.c”）需要編譯成可執(zhí)行文件（如“hello”），Makefile可能如下所示：

hello: hello.o
    gcc hello.o -o hello

hello.o: hello.c ? ? ? 
    gcc -c hello.c -o hello.o

• hello: hello.o 就是依賴關(guān)系
• gcc hello.o -o hello,就是依賴方法

3. 運行make命令：在命令行中，進入到包含Makefile的目錄，并運行`make`命令。

make

? ? 這將根據(jù)Makefile中的規(guī)則自動構(gòu)建項目。

這樣，Makefile就會根據(jù)定義的規(guī)則構(gòu)建和管理您的項目。這對于大型項目和多文件項目的構(gòu)建過程特別有用。

3、原理

hello: hello.o
    gcc hello.o -o hello

hello.o: hello.s
    gcc -c hello.s -o hello.o

hello.s: hello.i
    gcc -S hello.i -o hello.s

hello.i: hello.c
    gcc -E hello.c -o hello.i

.PHONY:clean
clean:
     rm -f hello.i hello.s hello.o hello

• 上面的文件 hello ,它依賴 hell.o
• hello.o , 它依賴 hello.s
• hello.s , 它依賴 hello.i
• hello.i , 它依賴 hello.c

1. 尋找Makefile：Make首先在當前目錄下尋找名為“Makefile”或“makefile”的文件。
2. 確定目標文件：在Makefile中，Make會查找第一個目標（target），例如“hello”，并將其作為構(gòu)建過程的最終目標。
3. 檢查文件依賴和更新：如果目標文件“hello”不存在，或者它依賴的文件（如“hello.o”）比“hello”更新（這可以通過touch命令模擬），Make將執(zhí)行相應(yīng)的命令來生成“hello”文件。
4. 遞歸解析依賴：如果“hello”依賴的“hello.o”文件不存在，Make會在Makefile中尋找生成“hello.o”的規(guī)則，并遞歸地解析直到所有依賴都被構(gòu)建。這個過程類似于堆棧操作，Make會一層層地解析文件依賴關(guān)系，直到所有必需的文件都被編譯或更新。
5. 編譯和構(gòu)建：在所有的C文件和H文件存在的情況下，Make將根據(jù)規(guī)則生成“hello.o”文件，然后使用它來完成最終目標“hello”的構(gòu)建。

Make的核心在于管理文件之間的依賴關(guān)系。它會一步步地檢查和滿足這些依賴，直到達到最終的構(gòu)建目標。如果在解析依賴的過程中遇到無法找到的文件，Make會停止并報錯。然而，對于命令執(zhí)行錯誤或編譯失敗，Make不會中斷其過程，因為它主要關(guān)注的是文件依賴性。

總結(jié)來說，Make通過逐層解析和滿足文件依賴，自動化地管理編譯過程。這種方式極大地簡化了復(fù)雜項目的構(gòu)建過程，使開發(fā)者能夠?qū)Ｗ⒂诖a開發(fā)，而不是構(gòu)建過程的每一個細節(jié)。

5、項目清理（偽目標）

工程是需要被清理的，這時我們需要一個clean并設(shè)置為偽目標。

?偽目標是指在Makefile中聲明的目標，其對應(yīng)的文件實際上并不存在。通過使用 .PHONY 修飾，我們告訴make工具這個目標不代表一個真實的文件，而是一個標簽，因此，make 不會檢查目標對應(yīng)的文件是否存在或者文件的修改時間。

1. 無實際文件關(guān)聯(lián)：?偽目標通常沒有對應(yīng)的實際文件，因此不會通過比較文件的時間戳來判斷是否需要重新生成。

2. 總是執(zhí)行規(guī)則：?因為偽目標不代表一個真實的文件，所以make無法判斷其最后修改時間，從而總是執(zhí)行與之關(guān)聯(lián)的規(guī)則。

3. 依賴關(guān)系執(zhí)行：?偽目標可能有依賴關(guān)系，當其依賴的文件發(fā)生變化時，偽目標及其關(guān)聯(lián)的規(guī)則會被執(zhí)行。

通過將清理操作（如clean目標）設(shè)置為偽目標，確保在每次執(zhí)行make時都會執(zhí)行清理操作，而不受實際文件的存在與否的影響。這對于確保在構(gòu)建過程中始終處于干凈狀態(tài)是很有用的。

• 像clean這種，沒有被第一個目標文件直接或間接關(guān)聯(lián)，那么它后面所定義的命令將不會被自動執(zhí)行， 不過，我們可以顯示要make執(zhí)行。即命令——“make clean”，以此來清除所有的目標文件，以便重編譯。
• 但是一般我們這種clean的目標文件，我們將它設(shè)置為偽目標,用 .PHONY 修飾,偽目標的特性是，總是被執(zhí)行的，總是會根據(jù)依賴關(guān)系執(zhí)行依賴方法。

例： 鏈接三個文件

其中makefile如下：?

[hbr@VM-16-9-centos lesson5]$ cat makefile 
mytest:test.o main.o
	gcc -o mytest test.o main.o
test.o:test.c
	gcc -c test.c -o test.o
main.o:main.c
	gcc -c main.c -o main.o

.PHONY:clean
clean:
	rm -f *.o mytest

進度條小程序

1、緩沖區(qū)刷新

[hbr@VM-16-9-centos program1]$ touch test.c
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ vim test.c
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ cat test.c 
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    printf("hello\n");
    sleep(3);
    return 0;
}
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ gcc test.c 
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ ls
a.out  makefile  proc  proc.c  test.c
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ ./a.out 
hello
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ vim test.c
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ cat test.c 
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    printf("hello");
    sleep(3);
    return 0;
}
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ gcc test.c 
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ ./a.out 

第一次輸出時：先輸出Hello然后3秒后結(jié)束。

第二次去掉“\n”輸出時：先等待三秒然后輸出Hello后結(jié)束。

當?shù)谝淮螆?zhí)行編譯后的程序時，程序會立即輸出"hello"，然后等待3秒鐘后結(jié)束。這是因為printf函數(shù)遇到換行符\n時，會立即刷新輸出緩沖區(qū)，使得"hello"緊接著被輸出到屏幕上。

而在第二次執(zhí)行時，由于從printf的字符串中移除了換行符\n，輸出的行為有所不同。

• 在這種情況下，printf輸出的"hello"首先被存儲在輸出緩沖區(qū)中，并不會立即顯示。
• 由于C語言的輸出緩沖區(qū)是根據(jù)特定的刷新策略來刷新的，對于到顯示器這種設(shè)備，其一般的刷新策略是在遇到換行符\n時進行刷新。
• 因此，當沒有換行符引導的直接刷新時，輸出緩沖區(qū)會等待直到程序結(jié)束或遇到其他刷新條件才進行刷新。這就是為什么在移除\n后，"hello"會在等待了3秒后才顯示出來的原因。

2、原理?

\n換行本質(zhì)上是：換行(到下一行)+回車(到行首)，先看代碼。

[hbr@VM-16-9-centos program1]$ vim test.c 
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ cat test.c 
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    int n = 6;
    while(n >= 0)
    {
        printf("n=%d\n",n);
        n--;
        sleep(1);
    }
    return 0;
}
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ gcc test.c 
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ ./a.out 
n=6
n=5
n=4
n=3
n=2
n=1
n=0
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ vim test.c //\n換成\r
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ gcc test.c 
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ ./a.out //沒有輸出結(jié)果
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ vim test.c 
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ cat test.c 
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    int n = 6;
    while(n >= 0)
    {
        printf("n=%d\r",n);
        n--;
        fflush(stdout);
        sleep(1);
    }
    return 0;
}
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ gcc test.c 
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ ./a.out 
[hbr@VM-16-9-centos program1]$//會按照倒計時輸出，此處不方便展示效果

• 第一個示例中，\n用于在每次輸出后換行并回到行首，這是標準的行為，使得每個輸出結(jié)果都在新的一行顯示，因此可以看到從n=6遞減到n=0的過程，每個數(shù)字都在新的一行上。
• 然而，將\n替換為\r時，行為發(fā)生了變化。在計算機中，\r是回車符，它的作用是將光標移回行首，但不會進入新行。這意味著如果只用\r而不是\n，所有的輸出都會在同一行上發(fā)生，而且后面的輸出會覆蓋前面的輸出。
• 在沒有fflush(stdout);的情況下，由于輸出緩沖區(qū)不會因\r而刷新，可能在程序執(zhí)行完畢之前看不到任何輸出。這是因為輸出緩沖區(qū)通常在滿了或者程序結(jié)束時才會自動刷新，導致在第二次嘗試中看不到輸出結(jié)果。
• 引入fflush(stdout);后，每次調(diào)用printf之后立即強制刷新輸出緩沖區(qū)，使得即使是\r也能即時看到效果。這導致光標回到行首，然后用新的數(shù)字覆蓋舊的數(shù)字，實現(xiàn)了一個簡單的倒計時效果。因為光標每次都回到行首，而且立即刷新，所以你可以看到n的值從6遞減到0，但這個過程中你只會在屏幕上看到一個數(shù)字的變化，而不是多行輸出。

3、實現(xiàn)?

該程序的可視化效果是一個逐步填充的進度條，旁邊有一個旋轉(zhuǎn)的符號表示進度正在進行，直到進度條完全填滿，并顯示100%。通過這種方式，可以在執(zhí)行較長時間的操作時給用戶一個視覺上的反饋。

[hbr@VM-16-9-centos program1]$ tree
.
├── makefile
├── proc.c
└── test.c

0 directories, 3 files
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ cat makefile 
proc:proc.c
	gcc -o proc proc.c

.PHONY:clean
clean:
	rm -f proc
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ vim proc.c 
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ cat proc.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#define NUM 51

int main()
{
    char bar[NUM];
    memset(bar,0,sizeof(bar));
    const char *lable="|/-\\";
    int i=0;
    while(i<=50)
    {
        printf("[%-50s][%d%%] %c\r",bar,i*2,lable[i%4]);
        bar[i++]='#';
        fflush(stdout);
        usleep(30000);
    }
    printf("\n");
    return 0;
}
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ make
gcc -o proc proc.c
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ ls
makefile  proc  proc.c  test.c
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ ./proc
[##################################################][100%] -

在proc.c中，定義了一個進度條，使用字符數(shù)組bar來模擬進度條的填充情況，并通過循環(huán)逐漸增加bar數(shù)組中的#字符數(shù)量來表示進度的增加。下面是代碼的逐行解釋：文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-838334.html

1. 包含必要的頭文件stdio.h（用于輸入輸出）、string.h（用于內(nèi)存操作），和unistd.h（用于usleep函數(shù)，暫停執(zhí)行）。
2. 定義宏NUM為51，這個值用于定義字符數(shù)組bar的長度。
3. 在main函數(shù)中，聲明字符數(shù)組bar并通過memset函數(shù)將其初始化為全0，這意味著開始時進度條是空的。
4. 定義一個字符串lable，包含四個字符"|/-\\"，用于在進度條旁邊顯示旋轉(zhuǎn)的效果，模仿一個正在進行的操作。
5. 使用while循環(huán)，條件為i小于等于50，這意味著進度條的最大填充長度為50個#字符。
6. 在循環(huán)內(nèi)部，使用printf函數(shù)打印進度條。[%-50s]用于左對齊打印字符串bar，寬度固定為50個字符；[%d%%]顯示當前進度的百分比，因為循環(huán)是到50，所以用i*2來計算百分比；%c用于打印旋轉(zhuǎn)符號，通過lable[i%4]選擇"|/-\\"中的一個字符，隨著i的增加而變化。
7. 每次循環(huán)時，將bar[i]設(shè)置為#，通過遞增i來模擬進度條的填充。
8. 使用fflush(stdout)強制刷新標準輸出，確保每次循環(huán)的輸出都能立即顯示而不是等緩沖區(qū)滿。
9. usleep(30000)暫停30毫秒（30000微秒），這樣用戶可以看到進度條的逐步填充和旋轉(zhuǎn)符號的動態(tài)變化。
10. 循環(huán)結(jié)束后，打印一個換行符\n，以避免在命令行提示符出現(xiàn)之前光標停留在進度條的末尾。
11. 函數(shù)返回0，表示程序正常結(jié)束。

到了這里，關(guān)于Linux 開發(fā)工具vim、gcc/g++、makefile的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！