【linux】环境基础开发工具使用

1.vim编辑器

 vim中最常用的是三种模式：命令模式，底行模式，插入模式。

• 命令模式(Normal mode)

命令模式是我们第一次vim打开文件的样子（默认模式），这里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

• 插入模式(Insert mode)

只有在Insert mode下，才可以做文字输入，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。

• 底行模式(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。要查看你的所有模式：打开vim，底行模式直接输入:help vim-modes。

1.1vim三大模式转换 

我们先创建一个file.c文件，再用vim file.c打开vim编辑器。

接下来我们要写代码，但是输入字符发现根本输入不上去，此时我们就要命令模式切换到插入模式。 

• 从[命令模式]到[插入模式]有四种方式：

        i    ：进入插入模式
        a    ：进入插入模式，光标向后移动
        o    ：进入插入模式，新起一行
        s    ：删除一个字符进入插入模式

只要按下这4个其中之一就可以写代码了。

• 从[插入模式]到[命令模式]转换：

只需按一下左上角的ESC即可。

 如果我们写完一段代码想保存退出，那我们要先进入底层模式。

• 从[命令模式]到[底层模式]转换

当处于命令模式时，按下[shift+:]，就变成底层模式了。

•  从[底层模式]到[命令模式]转换

按下一个shift就可以了。

• 退出vim及保存文件：

在[命令模式]下，按一下「:」冒号键进入「底行模式」

1. : w （保存当前文件）
2. : wq (输入「wq」,存盘并退出vim)+回车。
3. : q! (输入q!,不存盘强制退出vim)+回车。
4. : wq! (输入wq!,存盘强制退出vim)+回车。

1.2vim的常用指令 

当我们进入插入模式要写代码时才发现用鼠标根本不能移动光标，原本我还以为是是1我的鼠标营养不良了呢，没想到根本不是用鼠标控制的。接下来让我们看一下移动光标的指令：

• 【移动光标】

vim可以直接用键盘上的光标来上下左右移动，但正规的vim是用小写英文字母「h」、「j」、「k」、「l」，分别控制光标左、下、上、右移一格
按「 $ 」：移动到光标所在行的“行尾”
按「^」：移动到光标所在行的“行首”
按「w」：光标跳到下个字的开头
按「e」：光标跳到下个字的字尾
按「b」：光标回到上个字的开头
按「#l」：光标移到该行的第#个位置，如：5l,56l
按［gg］：进入到文本开始
按［shift＋g］：进入文本末端
按［n+Shift+g］：光标移动到第n行行首
按［n + Enter］：当前光标下移n行
按「ctrl」+「b」：屏幕往“后”移动一页
按「ctrl」+「f」：屏幕往“前”移动一页
按「ctrl」+「u」：屏幕往“后”移动半页
按「ctrl」+「d」：屏幕往“前”移动半页

• 【删除 + 剪切】

「x」：每按一次，删除光标所在位置的一个字符
「nx」：例如，「6x」表示删除光标所在位置的“后面（包含自己在内）”6个字符
「X」：大写的X，每按一次，删除光标所在位置的“前面”一个字符
「nX」：例如，「20X」表示删除光标所在位置的“前面”20个字符
「dd」：删除（剪切）光标所在行
「ndd」：从光标所在行开始删除（剪切）n行

• 【复制】

「yw」：将光标所在之处到字尾的字符复制到缓冲区中。
「nyw」：复制n个字到缓冲区
「yy」：复制光标所在行到缓冲区。
「nyy」：例如，「6yy」表示拷贝从光标所在的该行“往下数”6行文字。
「p」：将缓冲区内的字符贴到光标所在位置。注意：所有与“y”有关的复制命令都必须与“p”配合才能完成复制与粘贴功能。
「np」：将已复制的字符粘贴到从光标所在处开始往后的n行

• 【撤销】

「u」：如果您误执行一个命令，可以马上按下「u」，回到上一个操作。按多次“u”可以执行多次回复。
「ctrl + r」: 撤销的恢复

• 【替换】

「r」：替换光标所在处的字符。
「nr」：批量化替换n个相同的字符
「R」：替换光标所到之处的字符，直到按下「ESC」键为止。

• 【大小写切换】

按「~」：完成光标所在位置字符的大小写切换。
按「n~」：完成光标所在位置开始往后的n个字符的大小写切换。

• 【更改】

「cw」：更改光标所在处的字到字尾处

• 【跳至指定的行】

「ctrl」+「g」列出光标所在行的行号。

1.3底层模式下的常用命令 

• shift+；进入底行模式，可以输入下列命令，再按回车

        set nu                ：显示行号

        n                        ：跳转至n行

        vs+文件名          ：打开另一个文件，分屏，若文件不存在则创建

        ctrl+ww              ：文件之间进行切换    

        ！gcc test.c        ：不退出vim直接编译文件

        ！./test.c             ：运行文件

        ！man                 ：查看man文件

        / + 字符               ：寻找关键字 ，按n可继续向后寻找

        ？+字符               ：寻找关键字 ，按n可继续向前寻找

• 注释应用

注释多行：

        进入命令模式---> 按ctlr+v进入V-BLOCK模式--->使用 h j k l (注意大小写)移动光标选中

        需要注释的行--->输入大写 i （I）--->在输入 // ---> 最后按Esc 

取消注释：

        进入命令模式---> 按ctlr+v进入V-BLOCK模式--->使用 h j k l (注意大小写)移动光标选中//

        --->输入d。

2.gcc/g++的使用 

gcc是一个专门用来编译链接C语言的编译器,g++是C++的编译器。

安装gcc/g++

在你的root用户下输入命令：

sudo yum install -y gcc-c++

程序（文本）最终都要转换成机器语言（二进制），因为组成计算机的各种组件，只能认识二进制。而转换的过程需要经过如下四个阶段：

• 1. 预处理（进行宏替换)
• 2. 编译（生成汇编)
• 3. 汇编（生成机器可识别代码）
• 4. 连接（生成可执行文件或库文件)

1.预处理 

预处理功能主要包括

• a.宏定义
• b.文件包含
•  c.条件编译
•  d.去注释

gcc -E test.c -o test.i

• -E：从现在开始给我进行程序的翻译，当gcc在预处理完成，就停下来。
• -o：把预处理后的结果写到临时文件test.i里头。“.i”文件为已经过预处理的C原始程序

2.编译 

编译的主要作用是生成汇编。

gcc -S test.i -o test.s

• 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。
• -S：从现在开始进行程序的翻译，当我们编译完成之后，就停下来。
• -o：把编译后的文件写到临时文件test.s里头。

3.汇编

 汇编阶段是把编译阶段生成的“.s”文件转成目标文件（可重定向目标文件）

gcc -c test.s -o test.o

• 将汇编语言翻译成为可重定位二进制文件（.o / obj）
• -c：从现在开始进行程序的翻译，当我们汇编结束之后，就停下来

4.链接

 在成功编译之后,就进入了链接阶段。

gcc test.o -o mytest

• 这一步就是链接我们自己的程序和库，形成可执行程序！
• gcc后面不带E/S/c这三个指令，默认就是直接生成可执行程序，省略前三个步骤。

3.动静态库 

函数库一般分为动静态库，

一般链接的过程有两种方式：

• 动态链接-----动态库
• 静态链接-----静态库 

又是动态库又是静态库，这些玩意到底是啥？

• 我们的C程序中，并没有定义“printf”的函数实现,且在预编译中包含的“stdio.h”中也只有该函数的声明,而没有定义函数的实现。那么，是在哪里实现的“printf”函数的呢?
• 因为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。

3.1动静态库介绍

• 静态库：

后缀名：Linux（.a），windows（.lib）
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。

• 动态库：

后缀名：Linux（.so），windows（.dll）
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，gcc默认使用的是动态链接-》

gcc hello.o –o hello

优缺点对比：

 关于gcc默认是不是使用动态链接这个我们可以通过file命令来验证：

先创建一个test.c文件，然后

gcc test.c -o mytest

产生mytest文件，再进行

file mytest

就会出现以下 情况：

•  如何实现静态链接？

在编译链接时在命令后面加-static

gcc test.c -o mytest-s -static

 

 如果说你的机器没有静态库就无法链接成功，就要手动执行下面程序：

gcc（C语言）sudo yum install -y glibc-static
g++（C++）sudo yum install -y libstdc++-static

这里我们就介绍gcc,因为g++操作一模一样。

4.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，所以生成文件比较小，但是需要系统由动态库.
• -O0 / -O1 / -O2 / -O3： 编译器的优化选项的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。

5.linux调试器--gdb的使用 

程序发布方式：

• debug版本：程序本身会被加入更多的调试信息，以便于进行调试。
• release版本：不会添加任何调试信息，是不可调试的。

 在Linux当中gcc/g++默认生成的可执行程序是release版本的，是不可被调试的。

gdb命令汇总 

• list 行号：显示binFile源代码，接着上次的位置往下列，每次列10行。
• list 函数名：列出某个函数的源代码。
• run（r）：运行程序（逐语句）。
• next（n）：单条执行（逐过程）。
• step（s）：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 b ：查看断点信息。
• finish：执行到当前函数返回，然后挺下来等待命令
• print（p）：打印表达式的值，通过表达式可以修改变量的值或者调用函数
• p 变量：打印变量值。
• set var：修改变量的值
• continue（c）：从当前位置开始连续而非单步执行程序
• run（r）：从开始连续而非单步执行程序
• d ：删除所有断点
• d 行号：删除序号为n的断点
• disable 编号：禁用断点
• enable 编号：启用断点
• info（i） breakpoints：查看当前设置了哪些断点
• 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（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

6.Linux项目自动化构建工具-make/Makefile 

6.1make/Makefile介绍

•  makefile关系到了整个工程的编译规则。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，甚至于进行更复杂的功能操作，因为makefile就像一个Shell脚本一样，其中也可以执行操作系统的命令。
• 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。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，比如：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。
• 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。

 6.2依赖关系和依赖方法

• 依赖关系： 文件A的变更会影响到文件B，那么就称文件B依赖于文件A。

例如，test.o文件是由test.c文件通过预处理、编译以及汇编之后生成的文件，所以test.c文件的改变会影响test.o，所以说test.o文件依赖于test.c文件。

• 依赖方法： 如果文件B依赖于文件A，那么通过文件A得到文件B的方法，就是文件B依赖于文件A的依赖方法。

例如，test.o依赖于test.c，而test.c通过gcc -c test.c -o test.o指令就可以得到test.o，那么test.o依赖于test.c的依赖方法就是gcc -c test.c -o test.o。

下面我们在新建的Makefile中演示一下：

• 1.我们先创建一个Makefile文件夹。
• 2.创建一个test.c文件，用vim编辑器写下代码（代码打印hello,worlde）。
• 3.vim Makefile，并且写下如下内容：

•  ​​​​​4.输入make命令，然后输入ll就可以看到mytest了。
•  5.运行mytest,我们可以使用./mytest来运行。

 我们就完成了一个最简单的自动化构建。

6.3项目清理

• 当我们修改了源代码之后，在执行可执行程序时，这个程序是旧的程序，所以我们要进行清理并重新生成可执行程序。 
• 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。
• 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（无论目标文件是否新旧，直接忽略了对比时间，照样直接执行依赖关系）。
• makefile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，以此识别我的exe / bin是新的还是旧的。
  

6.4make原理 

1. make会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。
2.  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，他会找到“hello”这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件。
3. 如果hello文件不存在，或是hello所依赖的后面的hello.o文件的文件修改时间要比hello这个文件新（可以用 touch 测试），那么，他就会执行后面所定义的命令来生成hello这个文件。
4.  如果hello所依赖的hello.o文件不存在，那么make会在当前文件中找目标为hello.o文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成hello.o文件。（这有点像一个堆栈的过程）
5. 当然，你的C文件和H文件是存在的，于是make会生成 hello.o 文件，然后再用 hello.o 文件声明make的终极任务，也就是执行文件hello了。
6. 这就是整个make的依赖性，make会一层又一层地去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件。
7.  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，那么make就会直接退出，并报错，而对于所定义的命令的错误，或是编译不成功，make根本不理。