Linux工具：软件包管理器yum | 编辑器vim | 编译器gcc/g++ | 调试器gdb | 自动化构建工具make/Makefile | Linux小程序：进度条 | git命令行

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Linux工具：软件包管理器yum | 编辑器vim | 编译器gcc/g++ | 调试器gdb | 自动化构建工具make/Makefile | Linux小程序：进度条 | git命令行相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

文章目录

【写在前面】

我们学习 Linux 主要是在上面做开发的 —— 写代码、编译代码、调试代码、自动化构建项目、上传 github/gitee。在这里我们一共会介绍 5 - 6 个工具 —— 软件包管理器 yum、文本编译器 vim、代码编译器 gcc/g++、调试器 gdb、自动化构建项目 make/Makefile、以及 Linux 上的 git 的命令行。

一、Linux软件包管理器yum

💦 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，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编译好，做成软件包(可以理解成 windows 上的安装程序)放在服务器上，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，yum 除了查找、安装、卸载，还可以解决依赖关系，后面再说

💦 如何安装软件

通过 yum 我们可以通过一条很简单的命令安装 lrzsz

sudo yum install -y lrzsz

-y 表示有关于这次安装的问题不用请求我的同意，出现 “complete" 字样，说明安装完成。

⚠ 注意

  • 安装软件时由于需要向系统目录中写入内容，一般需要 sudo 或者切换到 root 帐户下才能完成
  • 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 yum 安装另一个软件，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 -y lrzsz

-y 表示有关于这次卸载的问题不用请求我的同意，出现 “complete" 字样，说明卸载完成。

💦 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，安装完毕之后输入 rz 命令后可以通过拖拽的方式将文件上传。

💦 注意事项

  1. 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(当然云服务器的话就可忽略了)

ping www.baidu.com

  1. yum 不能同时跑一台机器

💦 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多，我们可以使用 grep 命令筛选到我们关注的包。

yum list | grep lrzsz

结果如下：

说明：

  • lrzsz.x86_64：软件包的名称和适合的版本
  • 0.12.20-36.el7：el7 表示操作系统发行版本 —— Centos7、RedHat7
  • @base：通常指的是这个软件的提供者是谁；
    epel 指的是它的发布发属于扩展源，对于源，稍后会说明

我们可以筛选出 sl 命令，它就属于扩展源：

这里安装 sl 命令后运行 sl 命令就可以看到小火车了：

Centos 7 好玩的命令：用于练手

yum 源 ❓

在这里要提一句，有很多同学玩的是虚拟机，有可能默认带的 yum 源是不满足需求的(国外的或老版本的)，这时就需要手动的去更新 yum 源，yum 要安装软件，那么它是怎么知道要去哪个地方找呢 ？？？

这里 yum 源是在 etc 路径下：

yum.conf 是 yum 的主配置，这个文件尽量不要变换：

可以看到这里的 yum 源，而我们需要改的是 CentOS-Base.repo：

此时我们 vim CentOS-Base.repo，这里已经配置过了 —— 阿里云的服务

其中可以看到很多链接，说人话就是有了这个配置后，当你 yum 时，它会根据你的配置去找，这里我们也可以去复制链接去浏览器试试(注意这里有些链接可能失效了)：

说了这么多，我们就来配置一下(这里可以直接百度 Centos 7 更新 yum 源)：

  1. 备份

cd /etc/yum.repos.d/
mkdir repo_bak
mv *.repo repo_bak/

  1. 下载新的 CentOS-Base.repo 到 /etc/yum.repos.d/

wget http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo

  1. yum chean all 清除缓存，运行 yum makecache 生成新的缓存

yum clean all
yum makecache

  1. 安装 EPEL(Extra Packages for Enterprise Linux) 扩展源

yum install -y epel-release

  1. 再次运行 yum clean all 清除缓存，运行 yum makecache 生成新的缓存，查看启用的 yum 源和所有的 yum 源

yum repolist enabled
yum repolist all

  1. 更新 yum

yum -y update

扩展源 ❓

CentOS-Epel.repo 就是扩展源，它一般默认是没有的，像 Base 这种 yum 源对软件的要求就是稳定、可靠、来源明确，但是这样软件更新的速度就比较慢，所以有很多软件都已经开发出来了，这些软件就放在 Epel 中，这里 Base 就像应用商城，Epel 就像浏览器。

二、Linux开发工具

在此之前，别人问你：

🧓🏿你在什么环境下写代码 ？
🧑🏿Visual Studio 2017。

🧓🏿你在什么环境下调试代码？
🧑🏿Visual Studio 2017。

🧓🏿你在什么环境下编译、链接代码？
🧑🏿Visual Studio 2017。

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。对于这些工具的安装和卸载这里就不多说了，主要讲解它们的使用。

三、Linux编辑器 —— vim的使用

vi/vim 的区别简单说，它们都是多模式编辑器，不同的是 vim 是 vi 的升级版本，它不仅兼容 vi 的所有指令，而且还有一些新特性。例如语法高亮，可视化操作不仅可以在终端运行，也可以运行于 x window、 mac os、windows，所以这里我们学习 vim。事实上 vim 并不好学，成本较高，那为啥还要学习 vim 呢 ？—— 主要原因有两个：其一是 vim 用的比较广泛，当然其功能也是很强大，大成后可以完全摆脱鼠标的束缚；其二是基本所有的 Linux 机器上都默认带有 vim 的，可以这么说，vim 只要熟练了，其它的文本编译器都不足为惧。vim 和 make/Makefile 使用的熟练度是衡量一个 Linux 程序员水平的一个很重要的东西。

1、vim的基本概念

vim 共有 12 种模式：six BASIC modes 和 six ADDITIONAL modes。其中我们目前只学掌握 3 种即可，分别是命令模式(Command mode)、插入模式(Insert mode)、底行模式(last line mode)，各模式的功能如下：

  1. 正常/普通/命令模式(Normal mode)
    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。
  2. 插入模式(Insert mode)
    只有在 Inert mode 下，才可以输入，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。
  3. 底行/末行模式(last line mode)
    文件保存或退出，也可以进行文件替换，找字符串，列出行号等操作。在命令模式下，shift + : 即可进入该模式。如若要查看你的所有模式：打开 vim，底行模式直接输入 :help vim-modes。

2、vim的基本操作

  1. 进入 vim，在系统提示符号输入 vim 及文件名后，就进入 vim 编辑器

    $ vim test.c
    需要注意的是，进入 vim 后，默认处于【命令模式】，需要切换到【插入模式】才能编辑

  2. 【命令模式】切换至【插入模式】

    输入 a 或 i 或 o

  3. 【插入模式】切换至【命令模式】

    【Esc】即可转到【命令模式】

  4. 【命令模式】切换至【末行模式】

    【shift + :】

  5. 退出 vim 及保存文件，在【命令模式】下，按【:】进入【末行模式】

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


如果你在 vim 时，网络突然断线了，此时 vim 会自动帮你保存的，你可以输入下面的选项，如 R 把它恢复出来，保存并退出，但是每次打开时它都如上图提示。怎么解决呢 ？—— 可以先看下面的选项有无 D，如果有，直接 D，否则复制上图的倒数第二行中引号内的内容，出去 rm 即可。

⚠ 注意


一般底行模式和插入模式的切换需要先转至命令模式才能切换。如果将来你不知道你在哪种模式下，比如【REPLACE 替换模式】，可以直接无脑【Esc】直接回到命令模式。

3、vim正常模式命令集

1. 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

2. 移动光标

上图中绿色的小方块就是我们光标所在的位置，我们可以使用 ⬆ ⬇ ⬅ ➡ 方向键进行移动定位，在 vim 中与之对应的是 h(左) j(下) k(上) l(右) 键(注意只有小写状态下才生效)，一般我们最常用的也是这个，当然你要用也没人拦着你。

hjkl 是按字符为单位移动，有时效率较低，所以 vim 中的 w、b 是按单词为单位进行移动(b 是反向)。

比如有人写了一个又臭又长的代码，我想给它删掉，可以【$】直接定位到行尾，相反【^】可以直接定位到行头。如果有上千行的代码可以【G/shift+g】(shifg+g 就是 G)直接定位到最后一行，相反【gg】可以直接定位到第一行。如果想定位到中间如 666 行，先输入 666 后，再【G/shift+g】。

注意这里不仅仅只有这些移动方式，这里只是最基础光标定位操作，其余的罗列在下面。

为啥 vim 使用 hjkl 移动光标 ❓

这是有一定的历史渊源的，当 Bill Joy 开发 Vi 文本编辑器时，他使用的机器机器是 ADM-3A 终端机，这台机器并没有方向键，所以把 HJKL 键作为方向键。当然现如今我们仍然使用 HJKL 的原因是它的使用效率并不比方向键低，其次还有一个关键原因是买键盘可以不用买 104 键了，也不用买 87 键了，直接买 74 键 —— 嗯，算下来划算了不少，携带又方便。当然并不是这个原因啦，其实在有些场景下必须得使用 HJKL，比如 vim 下的批量注释使用方向键是不行的，所以那些想减少学习成本的同学还是老老实实的练吧。

⚠ 注意以下命令都需要区分大小写，G 命令可以用 shift + g 来代替。

【h/j/k/l】vim 可以直接用键盘上的方向键来上下左右移动，但正规的 vim 是用小写英文字母 h/j/k/l
【$】： 移动到光标所在行的结尾
【^】： 移动到光标所在行的行首
【w】：光标跳到下个字的开头
【e】：光标跳到下个字的结尾
【b】：光标回到上个字的开头
【G/shift+g】：进入文本末端
【gg】：进入文本开始
【# + G/shift+g】：光标移到该行的第 # 个位置
【ctrl+b】：屏幕往后移动一页
【ctrl+f】：屏幕往前移动一页
【ctrl+u】：屏幕往后移动半页
【ctrl+d】：屏幕往前移动半页

3. 复制粘贴

【yw】：将光标所在之处到字尾(单词)的字符复制到缓冲区
【#yw】：复制 # 个字符到缓冲区
【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的 6 行文字到缓冲区
【(#)p】：将缓冲区内的字符贴到光标所在位置，如果要粘贴到 100 份，可在 p 之前指定，比如 100+p，注意所有与 y 相关的复制命令都必须与 p 配合才能完成复制与粘贴功能

4. 删除剪切

注意以下的删除都相当于剪切到缓冲区

【x】：每按一次，删除光标所在位置的一个字符
【#x】：例如，【6x】表示从光标位置开始往后删除 6 个字符
【X】：每按一次，删除光标所在位置的前一个字符
【#X】：例如，【20X】表示删除光标所在位置的前 20 个字符
【dd】：删除光标所在行
【#dd】：从光标所在行开始删除 # 行

5.替换

【r】：替换光标所处的字符
【#r】：例如，【2r】表示从光标处开始往后 2 个字符全部替换成你输入的那个字符
【R】：替换光标所在之处的字符，直到按下【Esc】

6. 撤销

【u】：回到上一步操作，可以支持多次撤销
【ctrl + r】：撤销的回复

7.切换大小写

【shift + ~】：切换大小写


8. 更改(这里用替换即可)

【cw】：更改光标所在的字符到字尾处
【c#w】：例如，【c3w】表示更改 3 个字符

9. 跳转至指定行

【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

5、vim末行模式命令集

1.批量化替换

【%s/printf/cout/g】：它会把文本里所有的 printf 替换成 cout

2.保存、退出vim

【w】：保存当前文本
【w!】：强制保存当前文本
【q】：退出 vim
【q!】：强制退出 vim
【wq】：保存退出
【wq!】：保存并强制退出

3.查找

【!man 3 函数名】：查看函数手册，按【q】回到命令模式
【/关键字】：查找字符或字符串，如果第一次找的关键字不是想要的，可以按 n 往后查找
【?关键字】：查找字符或字符串，如果第一次找的关键字不是想要的，可以按 n 往后查找
【#】：查找光标所在在的那个单词，如果不是想要的，按入 shift，然后一直 #

/ 和 ? 的查找有什么区别 ❓

/ 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。

4.编译执行

【!gcc 文件名】：在底行模式下可以直接进行编译
【!./a.out】：底行模式下执行程序
【!命令】：换言之在底行模式下可以在 ! 后跑任何命令

5.列出行号

【set nu】：会在文本中的每一行列出行号，注意它只能在当前文件生效，且退出会失效，一劳永逸的方法在下面的 vim 配置就提到

6.分屏

【vs 文件名】：可以在当前窗口下新增一个窗口进行分屏，【ctrl + ww】可以将光标定位到另一个窗口，注意退出 vim 的窗口是光标所在的窗口

6、vim操作总结

  1. 三种模式

    命令模式
插入模式
底行模式

  2. vim 操作

    打开、关闭、查看、查询、插入、删除、替换、撤销、复制等

实际我们通常在对文本进行操作时，不是死板的只能用命令模式，而是用命令模式 + 插入模式，怎么方便怎么来。

7、简单vim配置

对于 vim 配置其实是个不太好的主题。

💦 配置文件的位置
  1. 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
  2. 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
  3. 切换用户成为自己执行 su，进入自己的主工作目录执行 cd~
  4. 打开自己目录下的 .vimrc 文件，执行 vim .vimrc
💦 常用配置选项(用来测试)
  1. 设置语法高亮: syntax on
  2. 显示行号: set nu
  3. 设置缩进的空格数为 4: set shiftwidth = 4
  4. 更多可百度 vim 常用配置项



这里的配置是我们自己配的，比较简单，但实际上要配好 vim，是需要下各种各样的插件的，这其中的过程非常麻烦。

💦 使用插件(不推荐)

要配置好看的 vim，原生的配置可能功能不全，可以选择安装插件来完善配置，保证用户是你要配置的用户，接下来：

  1. 安装 TagList 插件,下载 taglist_xx.zip ,解压完成，将解压出来的 doc 的内容放到 ～/.vim/doc, 将解压出来的 plugin 下的内容拷贝到 ~/.vim/plugin
  2. 在 ～/.vimrc 中添加：Let Tlist_Show_One_File=1 let Tlist_Exit_OnlyWindow=1 let Tlist_Use_Right_Window=1
  3. 安装文件浏览器和窗口管理器插件：WinManager
  4. 下载 winmanager.zip，2.X 版本以上的
  5. 解压 winmanager.zip，将解压出来的 doc 的内容放到 ~/.vim/doc，将解压出来的 plugin 下的内容拷贝到 ~/.vim/plugin
  6. 在 ~/.vimrc 中添加 let g:winManagerWindowLayout='FileExplorer|TagList n map wm :WMToggle
  7. 然后重启 vim，打开 ~/XXX.c 或 ~XXX.cpp，在normal 状态下输入 “wm”。具体请稳步手把手教你把Vim改装成一个IDE编程环境(图文)
💦 gitee(推荐)

在 gitee 上有一键化安装配置 vim的方案(注意这里介绍的 vimforcpp 只支持 centos7)：

  1. 在 gitee 上搜索关键字 vimforcpp
  2. 复制安装链接到我们的 xshell，按提示操作： 链接点击这里
  3. 安装成功，按提示使 vim 配置生效

  4. 这里配置完后，缩进用的是 2 个字符，所以我这里按照自己的习惯改成 4 个

8、vim配置参考资料(github)

Vim从入门到牛逼(vim from zero to hero)

9、sudo提升权限问题

这是在【Linux 权限】 中遗留的一个问题，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。解决方案：

  1. 先 su - 切换成 root，在 root 下操作
  2. vim /etc/sudoers 打开配置文件
    可以看到这里有条两条命令，
    其一是允许 root 用户在任何地方运行任何命令：

    其二是在这个组里的用户可以运行任何命令：
  3. 将普通用户添加到组里，保存并退出，注意这里需要 wq!，即使是 root 用户 wq 也不行，因为它是携保护的文件
  4. 完成

10、PacVim

PacVim 是用于学习 vim 指令的一款游戏：

  1. 安装 PacVim
    这款游戏源码托管在 github 上。

    $ git clone https://github.com/jmoon018/PacVim.git
$ cd PacVim
$ sudo make install

  2. 启动游戏

    $ pacvim
$ pacvim [LEVEL_NUMER] [MODE]

    默认从头开始玩游戏。如果不想，其中 LEVEL_NUMER 表示关卡号，MODE 表示难度，n 为正常模式、h 为困难模式，例如 pacvim 3 h 表示第 3 关困难模式。

  3. 退出游戏

    【Esc/q】

四、Linux编译器 —— gcc/g++的使用

在此之前，我们可以使用命令 gcc -v 、g++ -v 查看 gcc、g++ 有没有安装：

1、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
  2. 编译
  3. 汇编
  4. 链接

为啥不能直接将 C语言转成二进制 ❓

它跟历史有关，早期编程可以认为是电路开关，往后是 0 1 指代，再往后有了汇编语言，在这时计算机就出现了编译器的概念了。比如时间回到 C语言诞生之时，现在有两种方案：要么把 C语言转成汇编，再转二进制；要么把 C语言直接转二进制。在计算机这门学科中永远是站在巨人的肩膀上学习的，把 C语言直接转二进制的成本一定会比把 C语言转成汇编，再转二进制的成本要高的。

注意 gcc 可以编译 C，但不能编译 C++；g++ 可以编译 C、C++。除了 C/C++，Linux 下几乎可以直接在命令行中执行大部分后端语言，比如 python、java 等。

当学完了 vim，那么以后的 C++ 代码、刷题都可以在 Linux 下进行操作，在刷题时，大部分的后端判题的系统都是 Linux，所以有时你会发现在做题时，在 VS 下是对的，提交却是错的，除了测试用例不全面，也有可以代码中包含了 windows 相关内容，如 windows.h 的头文件。

2、gcc如何完成

格式： gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

💦 预处理(进行宏替换等)
  1. 预处理功能主要包括头文件展开、条件编译、去掉注释、宏替换等
  2. 预处理指令是以 # 号开头的代码行
  3. 实例：gcc –E test.c –o test.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” 文件为已经经过预处理的干净的 C 原始程序

💨test.c

💨test.i

💦 编译(生成汇编)

  1. 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

  2. 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，其中生成的 “.s” 文件就是汇编语言

  3. 实例: gcc –S test.i -o test.s

💨test.s

虽然我们不学汇编，但至少得大概认识

💦 汇编(生成机器可识别代码)
  1. 汇编阶段是把编译阶段生成的 “.s” 文件转成目标文件
  2. 读者在此可使用选项 “-c” 就可以看到汇编代码已经转换为 “.o” 的二进制目标文件了
  3. 实例: gcc –c test.s -o test.o

💨test.o

💦 链接(生成可执行文件或库文件)
  1. 在成功编译之后就进入了链接阶段
  2. 实例：gcc test.o -o mytest

💨执行 mytest

在本文中重点还要学习链接的过程，也就是下面动态库和静态库的概念。

💦 gcc选项
-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，所以生成的文件比较小，但是需要系统调动态库
-O0
-O1
-O2
-O3 编译器优化选项的 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

💦 gcc选项记忆

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。

💦 函数库

我们的 C 程序中，并没有定义 “printf” 的函数实现，并且我们发现在预处理中包含的 “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 ❓

原因是：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
  1. 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”。
  2. 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，如后所示。 gcc hello.o –o hello。Linux 下编译好一个程序，默认情况下是属于动态链接形成的可执行程序

    ldd 命令查看 mytest 所依赖的库；file 辨别 mytest 的类型。

📝小故事助理解

一般我们写的程序中，大部分都是动态链接，因为动态链接中不需要把库中的内容过多的拷贝，所以相对而言，它的编译效率较高，这是其一；其二，有时候我们下一些软件，比如 VS2017，它上面会有一些组件 C++、C# 等，这些组件并没有在你的硬盘中，而当你要安装时，它会帮你找到这些组件下载，这样有个好处就是咱需要啥就下啥，而不是直接一堆东西装在机器上，而自己需要使用的组件寥寥无几，所以这里就使用动态库的方式实现。一般在服务器上大部分也都是动态链接，不过有时需要将服务在很多机器上部署，那么单纯的动态链接有可能会出问题，因为动态链接是在程序运行之后才去对应加载到内存中，万一有一个库丢失了，那么程序就挂了。所以有时候一些程序它也会采用静态链接，它的好处就是它不依赖任何的动态库，坏处也很明显，效率低。比如静态链接的大小是动态链接的一百倍，要把静态链接这个程序下下来，只能全部下下来，而动态链接是边下边用。总的来说，它俩各有利弊。

比如你是一个新入学的大一新生，你在写作业，突然有了一个上网的需求，因为环境不熟悉，所以问了学长附近的网吧，随后就去玩了一个钟，接着回来继续写作业，这叫动态链接，它生成的可执行程序只包含你的代码及你要使用外部函数的链接。

后来大三了，要准备找工作了，家里给买了台电脑，当你正在学习时，你想上网，就不用去网吧了，只需要打开自己的电 脑玩个一个钟后又继续学习，也就是说静态链接，并没有和外界产生关联。所以静态链接本质就是将库里的代码拷贝到自己的可执行程序里。

📝小结

动态链接的生成的可执行程序的体积往往比较小，但是它依赖第三方库，有一定的风险，万一网吧被查封了。

静态链接虽然生成的可执行程序的体积较大，但是它不依赖第三方库，你有自己的电脑，网吧被查封了，照样可以玩，就是开学、放寒暑假不方便。

动态链接改静态链接 ❓

注意在新版本的 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

sudo yum install glibc-static


可以看到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。最后关于动静态库的更多细节在后面的学习中会慢慢摸索。

五、Linux调试器 —— gdb使用

1、背景

这里我们对以下代码不理解，需要调试：

对我们编译好的可执行程序 mytest 进行 gdb：

这是因为 Linux 中默认生成的可执行程序是 release 版本的， 如果需要 debug 版本，就得加上 -g 选项：

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：

我们可以使用选项 -S 查看可执行程序的分段情况：

gdb 调试 debug 版本：

  1. 在 C语言阶段我们就了解过了程序的发布方式有两种，debug 模式和 release 模式
  2. Linux gcc/g++ 出来的二进制程序，默认是 release 模式
  3. 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

一个项目的开发流程 ❓

注意对于上图中的测试来说严格来说并不是测开，如果产品迭代更新，bug 修复等，严格来说就得重新测试，包括上代产品测试过的，这样成本较高，所以就诞生了很多自动化测试的开发需求，这就是测开，所以一般这里成本较低的一些脚本语言做的，如 python。

2、开始使用

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(p)：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

调试代码(入门) ❗

  1. l + 行号(, 行号)，显示的是当前行号周围的代码，按回车继续往下显示，直到全部显示完

  2. b + 行号，打断点

  3. i + b，查看断点

  4. r，运行程序(调试)

  5. n，单步执行，继续执行可按 n/Enter(gdb 可以记录历史执行的命令)

  6. p + 变量，查看变量(监视)，当循环往下走时，它不会变化，所以它用于查看一次

  7. display + 变量，跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值

  8. undisplay + 变量序号，取消对先前设置的那些变量的跟踪

  9. c，循环还没走完，想直接跳出循环到下一个断点处(因为我已经确定这个循环是对的)

  10. 结束调试，使用 ctrl + d 或 quit，退出调试

调试代码(进阶)，主要演示剩余的指令 ❗

  1. 设置断点

  2. d n，删除序号为 n 的断点；d，删除所有断点
    注意如果删除断点，下一次再加断点，它的 Num 是递增的，除非把 gdb 退出

  3. 设置了 17 行和 24 行的断点，并 r，接着 n 往下走执行 scanf
    注意空行会直接跳过

  4. 这里我们想进入函数内部，先试用 n
    发现它并没有进入，说明 n 是逐过程执行

  5. 重新调试可以再 r

  6. 这里想进入函数内部可以使用逐语句命令 s

  7. bt，查看调用堆栈

  8. a)现在在 Sum 内的循环里，想跳出循环到 return，Sum 里没断点，不能用 c
    until 行号，跳转到指定行号

    b)现在在 Sum 内的循环里，想跳出到 20 行等待，除了使用 until 外，更规范的的还可以使用 finish，执行到当前函数返回，然后停下等待命令，注意不能 finish main 函数


    c)现在在 Sum 内的循环里，想跳到下一个断点处可以直接 c

  9. disable (序号)，断点禁用，默认是全禁；
    enable breakpoints (序号)，断点启用，默认是全启

  10. 如果在循环里有 100 次循环，想将循环跑到第 80 次可以 set var

📝 小结

最后想必很多同学会觉得 gdb 相比 VS 的调试成本就高的多，其实那是 gdb 用的不熟练导致的，如果熟练了其实可以说它俩的效率是等价的
实际对于 gdb，在往后的编程中用的不多，不用则已，一用惊人，所以还是得了解的。

3、理解

相信大家对 Visual Studio 2017 已经不陌生了，这里为了方便记忆，可以对应 VS 的操作来进行理解记忆

b 行号 ↔ F9 
r ↔ F5
c ↔ F5
n ↔ F10
s ↔ F11
q ↔ shift + F5

六、Linux项目自动化构建工具 —— make/makefile

在此之前对于一个多文件的项目，它们之间的关系是 VS 帮我们维护处理的，而在 Linux 中需要我们自己来维护处理。

1、背景

  1. 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
  2. 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，甚至进行更复杂的功能操作
  3. 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
  4. 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，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
  5. 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

2、依赖关系

其次我们再了解一下什么是 make，什么是 makefile：

  1. make 是一条命令，它可以帮我们自动化构建项目

  2. 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。

3、依赖方法

如上

4、文件清理

  1. 文件除了被创建，也是需要被清理的
  2. 像 clean 这种，没有被第一个目标文件直接或间接关联，那么它后面所定义的命令将不会被自动执行，不过，我们可以显示要 make 执行。即命令 —— “make clean”，以此来清除所有的目标文件，以便重编译
  3. 但是一般我们这种 clean 的目标文件，我们将它设置为伪目标，用 .PHONY 修饰，伪目标的特性是，总是被执行的

5、理解

如下实例

6、实例代码

  1. touch makefile/Makefile
    注意 m 可以大写，但不能写错

  2. vim Makefile 表明依赖关系和依赖方法后 wq
    注意依赖方法也就是第二行是以 Tab 开头，并不能以 4 个空格

  3. make 直接编译代码

  4. vim Makefile 清理文件
    一个项目不仅需要能生成文件，还要能清理文件

  5. make clean 清理文件

  6. vim Makefile 用符号简化
    $^ 表示所有依赖的文件
    $@ 表示目标文件

  7. 多文件项目的构建

    注意生成的 mytest 需要依赖 mytest.c、main.c，而 mytest.h 则已经被它们包含了

📝说明

4 ❓

.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

什么叫总是可执行的 ？

其中 mytest 和 clean 都是目标文件，只不过 mytest 没有用 .PHONY 修饰，所以 clean 使用 .PHONY 修饰后就由总是不被执行的转换成总是可执行的。

验证 ！

但是我们通常不会把目标可执行程序设置成总是可执行的，因为每次编译它都是有成本的，你只要保证程序是最新的，也就是说当你去 vim 原始文件后，它就可以再 make。

Makefile 里有两个目标文件，make mytest 执行 gcc，make clean 执行 rm，为什么 make 可以默认执行 gcc ？

因为 Makefile 在进行自上向下搜索目标文件时，默认生成第一个可执行程序后就不会往下搜索生成了，也就是说 Makefile 默认只生成一个目标文件。

验证 ！


注意一般为了符合习惯，不那么写。

make/makefile 实现 一个 C 文件到可执行程序 ❓

验证 ！

7、原理

make 是如何工作的，在默认方式下，也就是我们只输入 make 命令：

  • make 会在当前目录下找名字叫 “Makefile” 或 “makefile” 的文件
  • 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，它会找 “mytest” 文件，并把这个文件作为最终的目标文件
  • 如果 “mytest” 文件不存在，或是它所依赖的的后面的 “mytest.o” 文件的修改时间要比 “mytest” 这个文件新(可以用 touch 测试)，那么，它就会执行后面所定义的命令来生成 “mytest” 这个文件
  • 如果 “mytest” 所依赖的 “mytest.o” 文件不存在，那么 make 会在当前文件中找目标为 “mytest.o” 文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成 “mytest.0” 文件(类似于堆栈的过程)
  • 当然，你的文件是存在的，于是 make 会生成 mytest.o 文件，然后再用 mytest.o 文件声明，make 的终极任务也就是执行 mytest
  • 这就是整个 make 的依赖性，make 会一层一层的去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件
  • 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了，那么 make 会直接退出，并报错，而对于所定义的命令的错误，或是编译失败，make 不会理睬
  • make 只管文件的依赖性，即如果在我找到依赖关系之后，冒号后面的文件不存在，那么对不起，make 就不会工作了

七、Linux的第一个小程序 —— 进度条

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