市面上常見的 Linux 都是發行版本,典型的 Linux 發行版包含了 Linux 內核、桌面環境(例如 GNOME、KDE、Unity 等)和各種常用的必備工具(例如 Shell、gcc、VIM、Firefox 等),國內使用較多的是 CentOS、Ubuntu(烏班圖)、Debian、Redhat 等。
Linux 主要應用于各種服務器(例如網站服務器、數據庫服務器、DNS服務器、郵件服務器、路由器、負載均衡集群等),而不是我們常見的個人電腦。Linux 是服務器操作系統的絕對霸主,占據了 80% 以上的份額,在未來的服務器領域,Linux 是大勢所趨。
這其中,又以 CentOS 和 Ubuntu 為主,CentOS 占有壓倒性的優勢。服務器操作系統 80% 以上的市場份額被 Linux 占據,而 Linux 80% 以上的份額又被 CentOS 占據。本教程以 CentOS 為例來講述如何編譯C程序。
服務器上的 Linux 是不安裝圖形界面的,只能在控制臺模式下使用,以盡量節省服務器資源。而我們在學習過程中使用的 Linux 是帶圖形界面的,以滿足初學者的需求,降低學習成本。
在 Linux 下我們仍然可以使用帶界面的、傻瓜式的 IDE,例如?CodeLite、CLion(收費)、Code::Blocks、Netbeans、Eclipse CDT 等。微軟的 Visual Studio 也支持 Linux 了,在 Windows 下用慣了 Visual Studio 的用戶也可以毫無障礙地遷移到 Linux 平臺。
但是作為初學者,我建議大家在命令行模式下編譯C語言程序,這樣能夠了解生成一個可執行程序的詳細步驟,以及編譯命令的各種設置選項,為以后的 Linux C/C++?開發打好堅實的基礎。
Gedit 編輯器
在 Linux 下,很多程序員都推崇使用 Vim、Emacs 等命令行模式的編輯器,它們功能強大,逼格夠高,不管有沒有桌面環境都能使用,是 Linux C/C++ 程序員必備的神器。但是 Vim 和 Emacs 并不容易上手,使用者需要記憶很多命令和快捷鍵,熟練才能生巧,所以需要一段時間的學習和適應,這會增加初學者的學習成本,所以這里不推薦大家使用。
CentOS 下有一款自帶的圖形界面編輯器,叫做?Gedit。Gedit 是一款簡單實用的文本編輯器,界面優雅,支持語法高亮,比 Vim 容易上手,它和 Windows 下的編輯器沒有什么兩樣。本教程將 Gedit 作為C語言代碼的編輯器。
如果你使用的是其它的 Linux 發行版,可能沒有默認安裝 Gedit,這個時候就得自己安裝,具體步驟為:$ sudo apt-add-repository ppa:ubuntu-on-rails/ppa? ? #添加ubuntu的軟件源
$ sudo apt-get update? ? #更新軟件列表
$ sudo apt-get install gedit-gmate? ? #安裝
首先,在我們自己的用戶目錄下新建一個名為demo
的文件夾。這個文件夾專門用來存放與C語言相關的文件,例如源文件、目標文件、可執行文件等,它專供我們學習使用。
用戶目錄有時候也叫 home 文件夾或者主文件夾,它的路徑是/home/username
,其中 username 就是我們登錄 Linux 時使用的用戶名。Linux 會在 home 目錄下為每一個登錄的用戶創建一個文件夾,專門用來存放該用戶使用到的配置文件、文本文檔、圖片、可執行程序等,以和其他用戶區分開來。
接下來需要創建一個空白的 main.c 源文件。main.c 其實就是一個純文本文件,并沒有任何特殊格式,但是 Linux 不像 Windows,可以在右鍵菜單中新建文本文檔,Linux 必須使用命令來創建,如下所示:
$ cd demo? #進入 demo 目錄,這是源文件所在的目錄
$ touch main.c? #使用 touch 命令創建一個名為 main.c 的空文件
$ gedit main.c? #使用 gedit 命令編輯 main.c
這樣就完成了源文件的創建,并能夠使用 Gedit 編輯源文件了。
?
Ctrl+S
保存文件,就完成了源代碼的編輯工作。此時需要關閉 Gedit 的窗口,$ gedit main.c
命令才算執行結束,才能在控制臺繼續輸入其它命令。
下圖演示了在控制臺上的實際效果:
注意,在 CentOS 下,使用touch
命令創建完 main.c 后,進入 demo 目錄,在右鍵菜單中也可以使用 Gedit 打開 main.c,如下圖所示:
GCC 編譯器
Linux 下使用最廣泛的 C/C++ 編譯器是 GCC,大多數的 Linux 發行版本都默認安裝,不管是開發人員還是初學者,一般都將 GCC 作為 Linux 下首選的編譯工具。本教程也毫不猶豫地使用 GCC 來編譯C語言程序。
GCC 僅僅是一個編譯器,沒有界面,必須在命令行模式下使用。通過gcc
命令就可以將源文件編譯成可執行文件。
1) 生成可執行程序
最簡單的生成可執行文件的寫法為:
$ cd demo? #進入源文件所在的目錄
$ gcc main.c? #在 gcc 命令后面緊跟源文件名
打開 demo 目錄,會看到多了一個名為 a.out 的文件,這就是最終生成的可執行文件,如下圖所示:
這樣就一次性完成了編譯和鏈接的全部過程,非常方便。
注意:不像 Windows,Linux 不以文件后綴來區分可執行文件,Linux 下的可執行文件后綴理論上可以是任意的,這里的.out
只是用來表明它是 GCC 的輸出文件。不管源文件的名字是什么,GCC 生成的可執行文件的默認名字始終是a.out
。
如果不想使用默認的文件名,那么可以通過-o
選項來自定義文件名,例如:
$ gcc main.c -o main.out
這樣生成的可執行程序的名字就是main.out
。
因為 Linux 下可執行文件的后綴僅僅是一種形式上的,所以可執行文件也可以不帶后綴,例如:
$ gcc main.c -o main
這樣生成的可執行程序的名字就是main
。
通過-o
選項也可以將可執行文件輸出到其他目錄,并不一定非得在當前目錄下,例如:
$ gcc main.c -o ./out/main.out
或者
$ gcc main.c -o out/main.out
表示將可執行文件輸出到當前目錄下的out
目錄,并命名為main.out
。./
表示當前目錄,如果不寫,默認也是當前目錄。
注意:out 目錄必須存在,如果不存在,gcc 命令不會自動創建,而是拋出一個錯誤。
2) 運行可執行程序
上面我們生成了可執行程序,那么該如何運行它呢?很簡單,在控制臺中輸入程序的名字就可以,如下所示:
$ ./a.out
./
表示當前目錄,整條命令的意思是運行當前目錄下的 a.out 程序。如果不寫./
,Linux 會到系統路徑下查找 a.out,而系統路徑下顯然不存在這個程序,所以會運行失敗。
所謂系統路徑,就是環境變量指定的路徑,我們可以通過修改環境變量添加自己的路徑,或者刪除某個路徑。很多時候,一條 Linux 命令對應一個可執行程序,如果執行命令時沒有指明路徑,那么就會到系統路徑下查找對應的程序。
輸入完上面的命令,按下回車鍵,程序就開始執行了,它會將輸出結果直接顯示在控制臺上,如下所示:
$ cd demo
$ gcc main.c
$ ./a.out
啦啦啦啦啦
$
如果程序在其它目錄下,運行程序時還要帶上目錄的名字,例如:
$ ./out/main.out
或者
$ out/main.out
這個時候加不加./
都一樣,Linux 能夠識別出out
是一個目錄,而不是一個命令,它默認會在當前路徑下查找該目錄,而不是去系統路徑下查找,所以不加./
也不會出錯。
注意,如果程序沒有執行權限,可以使用sudo
命令來增加權限,例如:
$ sudo chmod 777 a.out
完整的演示
為了讓讀者有一個更加全面的認識,我們不妨將上面兩部分的內容連接起來,完整的演示一下從編輯源文件到運行可執行程序的全過程:
$ cd demo? #進入源文件所在目錄
$ touch main.c? #新建空白的源文件
$ gedit main.c? #編輯源文件
$ gcc main.c? #生成可執行程序
$ ./a.out? #運行可執行程序
啦啦啦啦啦
$? ?#繼續等待輸入其它命令
分步驟編譯
上面講解的是通過gcc
命令一次性完成編譯和鏈接的整個過程,這樣最方便,大家在學習C語言的過程中一般都這么做。實際上,gcc
命令也可以將編譯和鏈接分開,每次只完成一項任務。
1) 編譯(Compile)
將源文件編譯成目標文件需要使用-c
選項,例如:
gcc -c main.c
就將 main.c 編譯為 main.o。打開 demo 目錄,就會看到 main.o:
對于微軟編譯器(內嵌在 Visual C++ 或者 Visual Studio 中),目標文件的后綴為.obj
;對于 GCC 編譯器,目標文件的后綴為.o
。
一個源文件會生成一個目標文件,多個源文件會生成多個目標文件,源文件數目和目標文件數目是一樣的。通常情況下,默認的目標文件名字和源文件名字是一樣的。
如果希望自定義目標文件的名字,那么可以使用-o
選項,例如:
gcc -c main.c -o a.o
這樣生成的目標文件的名字就是 a.o。
2) 鏈接(Link)
在gcc
命令后面緊跟目標文件的名字,就可以將目標文件鏈接成為可執行文件,例如:
gcc main.o
就將 main.o 鏈接為 a.out。打開 demo 目錄,就會看到 a.out。
在gcc
命令后面緊跟源文件名字或者目標文件名字都是可以的,gcc
命令能夠自動識別到底是源文件還是目標文件:如果是源文件,那么要經過編譯和鏈接兩個步驟才能生成可執行文件;如果是目標文件,只需要鏈接就可以了。
使用-o
選項仍然能夠自定義可執行文件的名字,例如:
gcc main.o -o main.out
這樣生成的可執行文件的名字就是 main.out。