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、動靜態庫?

Linux項目自動化構建工具-make/Makefile

1、背景

2、創建makefile

3、原理

5、項目清理

進度條小程序

1、緩沖區刷新

2、原理?

3、實現?

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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）的源代碼轉換為可執行文件或庫文件。它執行以下主要任務：

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換為匯編語言，然后再轉換為機器代碼。

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，用于優化代碼、調試程序、生成調試信息、處理預處理指令等。

2、程序翻譯的過程

1. 預處理（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]

• 預處理功能主要包括宏定義,文件包含,條件編譯,去注釋等。
• 預處理指令是以#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 在預處理結束后停止編譯過程。
  • 選項“-o”是指目標文件,“.i”文件為已經過預處理的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”文件轉成目標文件（二進制文件）。
• 選項“-c”從現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、動靜態庫?

• 在我們的C程序中，雖然沒有定義“printf”函數的實現，且在預編譯中包含的“stdio.h”中只有該函數的聲明，但實際上，“printf”等標準庫函數的實現被存放在名為?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，程序能夠實現對“printf”等函數的調用，這就是鏈接階段的作用。

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

靜態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行文件中。這種方式會導致可執行文件體積較大，但好處是運行時不再依賴外部的庫文件。靜態庫文件在Linux中一般以.a作為后綴名。

動態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行文件中。

• 相反，程序在運行時會動態地加載所需的庫文件。這種方式可以減少系統資源的占用，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便是一個動態庫。
• 在編譯時，GCC默認采用動態庫鏈接，從而生成的二進制程序通常是動態鏈接的。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會默認鏈接到動態庫。

• -E 只激活預處理,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鏈接
• -g?生成調試信息。GNU 調試器可利用該信息。
• -shared?此選項將盡量使用動態庫，所以生成文件比較小，但是需要系統由動態庫.
• -O0 -O1 -O2 -O3
  • 編譯器的優化選項的4個級別，-O0表示沒有優化,-O1為缺省值，-O3優化級別最高
• -w? 不生成任何警告信息。
• -Wall 生成所有警告信息。

例： 鏈接三個文件

其中makefile如下：?

[hbr@VM-16-9-centos lesson5]$ cat makefile 
mytest:test.o main.ogcc -o mytest test.o main.o
test.o:test.cgcc -c test.c -o test.o
main.o:main.cgcc -c main.c -o main.o.PHONY:clean
clean:rm -f *.o mytest

進度條小程序

1、緩沖區刷新

[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秒后結束。

第二次去掉“\n”輸出時：先等待三秒然后輸出Hello后結束。

當第一次執行編譯后的程序時，程序會立即輸出"hello"，然后等待3秒鐘后結束。這是因為printf函數遇到換行符\n時，會立即刷新輸出緩沖區，使得"hello"緊接著被輸出到屏幕上。

而在第二次執行時，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中，并不會立即顯示。
• 由于C語言的輸出緩沖區是根據特定的刷新策略來刷新的，對于到顯示器這種設備，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，輸出緩沖區會等待直到程序結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，每個數字都在新的一行上。
• 然而，將\n替換為\r時，行為發生了變化。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，由于輸出緩沖區不會因\r而刷新，可能在程序執行完畢之前看不到任何輸出。這是因為輸出緩沖區通常在滿了或者程序結束時才會自動刷新，導致在第二次嘗試中看不到輸出結果。
• 引入fflush(stdout);后，每次調用printf之后立即強制刷新輸出緩沖區，使得即使是\r也能即時看到效果。這導致光標回到行首，然后用新的數字覆蓋舊的數字，實現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字的變化，而不是多行輸出。

3、實現?

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.c0 directories, 3 files
[hbr@VM-16-9-centos program1]$ cat makefile 
proc:proc.cgcc -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 51int 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，使用字符數組bar來模擬進度條的填充情況，并通過循環逐漸增加bar數組中的#字符數量來表示進度的增加。下面是代碼的逐行解釋：

1. 包含必要的頭文件stdio.h（用于輸入輸出）、string.h（用于內存操作），和unistd.h（用于usleep函數，暫停執行）。
2. 定義宏NUM為51，這個值用于定義字符數組bar的長度。
3. 在main函數中，聲明字符數組bar并通過memset函數將其初始化為全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的效果，模仿一個正在進行的操作。
5. 使用while循環，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. 在循環內部，使用printf函數打印進度條。[%-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，因為循環是到50，所以用i*2來計算百分比；%c用于打印旋轉符號，通過lable[i%4]選擇"|/-\\"中的一個字符，隨著i的增加而變化。
7. 每次循環時，將bar[i]設置為#，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，確保每次循環的輸出都能立即顯示而不是等緩沖區滿。
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符號的動態變化。
10. 循環結束后，打印一個換行符\n，以避免在命令行提示符出現之前光標停留在進度條的末尾。
11. 函數返回0，表示程序正常結束。