【Linux】--- 开发工具篇：yum、vim、gcc、g++、gdb、make、makefile

一、yum

yum是Linux中常用的软件安装的方法

yum就相当于手机上的：“应用商店”、“App Store”可以从对应的远端服务器上直接拿取已经下载好的资源包，进行安装！

同样，yum也是安装在linux上的一个客户端，在服务器上找到找到yum对应的服务，并且把软件信息下载下来，而且会根据该软件对应的依赖关系把相关软件下载下来并安装好。

yum的使用：

（1）安装软件：

安装软件必须以root权限进行软件安装，命令：

sudo yum install  软件名

（2）卸载软件：

同样卸载软件也要在root权限下执行卸载软件命令：

sudo  yum remove 软件名 

二、vim

1、vim的概念

vim是从vi发展出来的文本编辑器，不过vim是vi的升级版本，它不仅兼容vi的所有指令，还有新特性，比如语法加亮，可视化操作，不仅可以在终端运行，也可以在x window、 mac os、windows上运行。

在vim状态下，有三种模式：

（1）命令模式：

控制屏幕光标的移动，字符、字或行的删除，可以移动、复制、剪切、粘贴文本。

（2）插入模式：

只有在插入模式下才可以输入文字，编辑时使用较频繁。

（3）底行模式：

保存文件、退出文件、替换文件，找字符串，列出行号等操作。可使用vim help-modes查看当前vim的所有模式。

2、vim不同模式之间的切换

各种不同模式之间的切换：

（1）命令模式切换成插入模式：

命令模式切换成插入模式有i、a、o 三种：

i：从光标当前位置开始输入文件

a：从光标所在位置的下一个位置开始输入文字
o：插入新的一行，从行首开始输入文字

（2）命令模式切换成底行模式：

:

（3）插入模式和底行模式切换为命令模式

Esc

3、命令模式操作

（1）移动

移动光标有以下多种常用操作：

「h」：左
「l」：右
「k」：上
「j」：下
「^」：移动到光标所在行的“行首”
「$」：移动到光标所在行的“行尾”
「w」：光标跳到下个字的开头
「e」：光标跳到下个字的字尾
「b」：光标回到上个字的开头
「nl」：光标移到该行的第n个位置，如：5l,56l
［gg］：跳到第一行行首
「G」：跳到最后一行行首
［shift＋g］：进入文本末端

（2）剪切

剪切文本有以下几种常用操作：

dd：剪切光标所在行
ndd：剪切从光标所在行开始往下的n行
p：将剪切的字符粘贴到下一行
np：将剪切的字符粘贴到下n行

4、底行模式操作

在按「Esc」后，按「:」进入底行模式，才能做以下操作：

（1）列出行号：

「set nu」：列出所有行行号
「set nonu」：隐藏所有行行号

（2）跳到某行：

「n」：n代表第n行，输入n，再按「enter」就跳转到第n行了

（3）保存文件：

「w」：在冒号后面输入w

（4）退出vim ：

「q」：退出
「q!」：强制退出vim
「wq」：保存后退出vim
「wq!」：保存后强制退出vim

三、Linux编译器-gcc/g++

1、gcc/g++作用

gcc和g++是由GNU开发的编程语言编译器，其中，gcc用来编译c程序，g++用来编译c++程序。编译程序时，都要经历以下4个阶段：

• 预处理（包含头文件、宏替换、删除注释、条件编译，生成.i）
• 编译（语法分析、词法分析、语义分析、符号汇总，生成.s
• 汇编（把汇编代码转换成机器指令（二进制指令），生成目标文件，形成符号表，生成.o）
• 链接（合并段表，合并和重定位符号表，生成可执行程序）

2、gcc/g++编译过程

使用以下命令进行编译：

gcc 【选项]】 源文件 【选项】 目标文件

常用选项：

-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。

（1）预处理–选项-E 生成 .i

• 预处理功能主要包括宏定义，文件包含，条件编译，删除注释等。 预处理指令是以#号开头的代码行。
• 选项“-E”，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”文件为已经过预处理的C原始程序。

对于文件HelloWorld.c

#include<stdio.h>
#define NUMBER 2
 
int main()
{
#if NUMBER
        printf("NUMBER=%d\n",NUMBER);//NUMBER被定义，就打印NUMBER的值，否则打印error
#else
        printf("error");
#endif
        return 0;
 
}
 

执行这个命令：

gcc -o HelloWorld.c -o HelloWorld.i

这就生成了HelloWorld.i文件，cat一下HelloWorld.i文件:

（2）编译-选项-S 生成.s

• 这个过程把c代码转成汇编，包括：语法分析、词法分析、语义分析、符号汇总
• 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
• 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，生成汇编代码
• 选项“-o”,是指目标文件，“.s”文件为已经翻译过的C原始程序。

继续执行以下命令：

gcc -S HelloWorld.i -o HelloWorld.s

生成HelloWorld.s文件后，cat一下汇编代码HelloWorld.s：

（3）汇编-选项-c 生成.o

• 把汇编代码转换成机器指令（二进制指令），生成目标文件，形成符号表
• 汇编阶段把编译阶段生成的“.s”文件转成目标文件
• 使用选项“-c”可看到汇编代码已转化为“.o”的二进制目标代码

使用以下命令：

gcc -c HelloWorld.s -o HelloWorld.o

（4）链接-选项-o 生成可执行程序

• 合并段表，合并并重定位符号表。
• 在成功编译之后,就进入了链接阶段

执行以下命令：

gcc HelloWrld.o -o HelloWorld

四、gdb调试

1、gdb简介

gdb是GNU开源组织发布的一个强大的UNIX下的程序调试工具，是命令行调试工具。一般来说，gdb主要完成如下四个功能：

（1）启动程序，按照自定义要求随心所欲运行程序。
（2）可让被调试的程序在指定的调试的断点处停住。（断点可以是条件表达式）
（3）当程序被停住时，可以检查此时程序中所发生的事。
（4）动态的改变程序的执行环境

程序的发布方式有两种，debug模式和release模式 ，Linux gcc/g++编译出来的二进制程序，默认是release模式 ，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：

gcc 源文件 -o 目标文件 -g

2、gdb调试

以插入排序的代码InsertSort.c为例：

#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
//打印
void Print(int* a, int n)
{
        for (int i = 0; i < n; i++)
        {
                printf("%d ", a[i]);
        }
 
        printf("\n");
}
 
//直接插入排序
void InsertSort(int* a, int n)
{
        //多趟排序
        for (int i = 0; i < n - 1; i++)
        {
                //把temp插入到数组的[0,end]有序区间中
                int end = i;
                int temp = a[end + 1];
                while (end >= 0)
                {
                        if (temp < a[end])
                        {
                                a[end + 1] = a[end];
                                end--;
                        }
                        else
                        {
                                break;
                        }
                }
 
                a[end + 1] = temp;
 
        }
 
}
 
void TestInsertSort()
{
        int arr[] = { 9,1,2,5,7,4,8,6,3,5 };
        InsertSort(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));
        Print(arr, sizeof(arr)/sizeof(arr[0]));
}
 
int main()
{
        TestInsertSort();
 
        return 0;
}

来了解gdb调试。

（1）r运行程序

r/run：运行程序

运行程序之前，要先以debug模式生成可执行程序，再进入debug模式，然后运行程序

默认情况下，run 指令会一直执行程序，直到执行结束。如果程序中手动设置有断点，则 run 指令会执行程序至第一个断点处。

（2）start启动程序

start 指令会执行程序至 main函数的起始位置，即在 main() 函数的第一行语句处停止执行（该行代码尚未执行）。

（3）l列出代码

从第n行开始列出10行代码:

l/list n

从第1行开始，列出10行代码：

继续输入l，会跟着上面的代码继续显示，如下面显示11-20行，21-20行：

（4）b设置断点

在第n行打断点：

b n

在第23行打断点：

这步操作相当于VS的F9。

输入r运行，就会在23行停下来：

这就相当于VS的F5。

如果给函数名打断点，其实是给函数内容的第一行打了断点：

（5）disable禁用断点

使用disable可以禁用断点，使用如下命令禁用断点：

disable 断点编号

如下，禁用编号为2的断点，发现断电仅仅是被禁用而已，但是断点还在：

（6）delete删除断点

如果不想要某个断点了，可以使用delete删除断点：

删除某一断点：

delete 编号

删除所有断点：

delete

（7）s逐语句执行（step）

单步执行代码：

s/step

执行main函数代码，执行完45行，再执行46行，再进入InsertSort函数内部执行，如果遇到断点则会停下：

相当于VS的F11。

（8）n逐过程执行

逐过程执行：

n/next

假如将23行设置为断点，那么执行到断点处会停下：

相当于VS的F10。

（9）until跳至某行

在一个函数内直接执行到第n行：

until n

从第45行直接执行到第47行：

五、make/Makefile

1、了解make/Makefile

（1）make

make是一个解释makefile中指令的命令工具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。

（2）Makefile

Makefile是Linux项目自动化构建工具，Makefile规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。编译的安排就叫做构建。构建规则都写在Makefile文件里面，要学会如何Make命令，就必须学会如何编写Makefile文件。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，makefile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，两者搭配使用，形成可执行程序，完成项目自动化构建。

2、如何写一个Makefile

与源文件同级，创建一个Makefile文件：

将编译InsertSort.c的命令写入Makefile中。其中，第一行叫做依赖关系，第二行叫做依赖方法：

InsertSort:InsertSort.c       #依赖关系
        gcc InsertSort.c -o InsertSort -std=c99     #依赖方法

第一行开始的InsertSort叫做目标，InsertSort.c叫做前置条件，gcc InsertSort.c -o InsertSort -std=c99是命令，命令前有Tab键：

执行make命令后，会自动执行Makefile文件中的命令：

但是此时想再make一下，会发现不让make了：

因为可执行文件已经是最新了。Makefile默认的目标是文件，如果目标不是真实存在的文件，而是一个命令呢，那么这个目标就是伪目标，伪目标没有依赖关系，只有依赖方法，如下clean就是一个伪目标，make就不会去检查是否存在一个叫做clean的文件，而是每次运行都执行对应的命令：

InsertSort:InsertSort.c
        gcc InsertSort.c -o InsertSort -std=c99
.PHONY:clean      #伪目标
clean:
        rm -f InsertSort

其中：

由于make扫描Makefile文件时，默认只会形成一个目标依赖关系，一般是第一个，因此，现在执行make，并不能达到删除InsertSort可执行文件的目的，因为make会生成第一个目标也就是生成InsertSort可执行程序：

此时要执行非第一个目标时，需要make加上目标：

当把两个目标的顺序交换一下，会发现，执行make时就先执行clean命令：

这下直接make时，就不是编译生成可执行文件了， 而是执行clean命令，如果要生成可执行程序，必须执行make 加上目标：

也可以用$@表示目标文件，$^表示上一行的冒号后面的依赖文件列表：