Linux環境基礎開發工具的使用（yum，vim，gcc/g++，make/Makefile，gdb）

Linux 軟件包管理器-yum

什么是軟件包及安裝方式

在Linux下安裝軟件, 一個通常的辦法是下載到程序的源代碼, 并進行編譯, 得到可執行程序。
- 但是這樣太麻煩了, 于是有些人把一些常用的軟件提前編譯好, 做成軟件包(可以理解成windows上的安裝程序)放在一個服務器上, 通過包管理器可以很方便的獲取到這個編譯好的軟件包, 直接進行安裝。
軟件包和軟件包管理器, 就好比 “App” 和 “應用商店” 這樣的關系。
yum(Yellow dog Updater, Modified)是Linux下非常常用的一種包管理器. 主要應用在Fedora, RedHat, Centos等發行版上。

安裝程序的方式有：

源碼安裝，自己進行編譯執行，生成程序。
rmp安裝，可能存在大量軟件相互依賴問題，安裝較為麻煩
yum安裝，相當于window下的軟件商店（會處理好依賴問題）

安裝包
yum就類似一個應用的商店。

注意關于 yum 的所有操作必須保證主機(虛擬機)網絡暢通!!!
可以通過 ping 指令驗證

查看軟件包

通過yum list命令可以羅列出當前一共有哪些軟件包。但由于包的數目可能非常之多, 這里我們需要使用 grep 命令只篩選出我們關注的包。如查找lrzsz

yum list | grep lrzsz

yum list
解析（了解）：

軟件包名稱: 主版本號.次版本號.源程序發行號-軟件包的發行號.主機平臺.cpu架構。
“x86_64” 后綴表示64位系統的安裝包, “i686” 后綴表示32位系統安裝包. 選擇包時要和系統匹配。
“el7” 表示操作系統發行版的版本. “el7” 表示的是 centos7/redhat7. “el6” 表示 centos6/redhat6。
最后一列, base 表示的是 “軟件源” 的名稱, 類似于 “小米應用商店”, “華為應用商店” 這樣的概念。

如何安裝軟件

上面已經說了yum可以理解為一個應用商店，那么我們就可以通過 yum進行一些工具的安裝。如lrzsz

這個工具用于 windows 機器和遠端的 Linux 機器通過 XShell 傳輸文件

install

安裝軟件需要使用root權限，這里提權使用（需要在信任名單）。
輸入:

sudo yum install lrzsz

之后就會要求你輸入y確認，輸入y之后，出現complete字樣則說明安裝成功。

如何卸載軟件

仍然是一條命令：

sudo yum remove lrzsz

remove
輸入y后出現complete字樣完成卸載。

實現本地機器和云服務器之間的文件互傳

借助剛才安裝的lrzsz實現本地機器和云服務器之間的文件互傳。
將本地文件傳到云服務器
指令：rz

將云端服務器文件傳到本地：
指令：sz 文件名

tree查看

之前說了Linux下的文件系統是一顆多叉樹，一般形式查看目錄效果不好，這里推薦使用tree 來查看目錄。
tree
要想使用tree，就需要到yum里安裝

sudo yum install tree

用法：

tree 目錄

Linux編輯器-vim

vim的基本概念：

這里我們講解vim的三種模式(其實有好多模式，目前掌握這3種即可),分別是命令模式（command mode）、插入模式（Insert mode）和底行模式（last line mode)各模式的功能區分如下：

正常/普通/命令模式(Normal mode)
控制屏幕光標的移動，字符、字或行的刪除，移動復制某區段及進入Insert mode下，或者到 last line mode
插入模式(Insert mode)
只有在Insert mode下，才可以做文字輸入，按「ESC」鍵可回到命令行模式。該模式是我們后面用的最頻繁的編輯模式。
末行模式(last line mode)
文件保存或退出，也可以進行文件替換，找字符串，列出行號等操作。在命令模式下，shift+: 即可進入該模式。要查看你的所有模式：打開vim，底行模式直接輸入
:help vim-modes

vim的模式切換

進入vim,在系統提示符號輸入vim及文件名稱后，就進入vim全屏幕編輯畫面:

vim test.c

不過有一點要特別注意，就是你進入vim之后，是處于[正常模式]，你要切換到[插入模式]才能夠輸入文字。

[正常模式]切換至[插入模式]
- 輸入a
- 輸入i
- 輸入o
[插入模式]切換至[正常模式]
- 按Esc
[正常模式]切換至[末行模式]
- 「shift + ;」, 其實就是輸入「:」
退出vim及保存文件,在[正常模式]下，按一下「:」冒號鍵進入末行模式「Last line mode」,例如：
- w （保存當前文件）
- wq (輸入「wq」,存盤并退出vim)
- q! (輸入q!,不存盤強制退出vim)
- wq! (輸入wq!,存盤并強制退出vim)

vim正常模式命令集

插入模式
1. 按「i」切換進入插入模式「insert mode」，按“i”進入插入模式后是從光標當前位置開始輸入文件；
2. 按「a」進入插入模式后，是從目前光標所在位置的下一個位置開始輸入文字；
3. 按「o」進入插入模式后，是插入新的一行，從行首開始輸入文字。
- 記一個就好了，推薦使用i。
從插入模式切換為命令模式
1. 按「ESC」鍵。

移動光標

vim可以直接用鍵盤上的光標來上下左右移動，但正規的vim是用小寫英文字母「h」、「j」、「k」、「l」，分別控制光標左、下、上、右移一格。
按「G」：移動到文章的最后。
按「 $ 」：移動到光標所在行的“行尾”
按「^」：移動到光標所在行的“行首”
按「w」：光標跳到下個字的開頭
按「e」：光標跳到下個字的字尾
按「b」：光標回到上個字的開頭
按「#l」：光標移到該行的第#個位置，如：5l,56l
按［gg］：進入到文本開始
按［shift＋g］：進入文本末端
按「ctrl」+「b」：屏幕往“后”移動一頁
按「ctrl」+「f」：屏幕往“前”移動一頁
按「ctrl」+「u」：屏幕往“后”移動半頁
按「ctrl」+「d」：屏幕往“前”移動半頁

刪除文字

「x」：每按一次，刪除光標所在位置的一個字符
「#x」：例如，「6x」表示刪除光標所在位置的“后面（包含自己在內）”6個字符
「X」：大寫的X，每按一次，刪除光標所在位置的“前面”一個字符
「#X」：例如，「20X」表示刪除光標所在位置的“前面”20個字符
「dd」：刪除光標所在行
「#dd」：從光標所在行開始刪除#行

復制

「yw」：將光標所在之處到字尾的字符復制到緩沖區中
「#yw」：復制#個字到緩沖區
「yy」：復制光標所在行到緩沖區。
「#yy」：例如，「6yy」表示拷貝從光標所在的該行“往下數”6行文字
「p」：將緩沖區內的字符貼到光標所在位置。注意：所有與“y”有關的復制命令都必須與“p”配合才能完成復制與粘貼功能。

替換

「r」：替換光標所在處的字符。
「R」：替換光標所到之處的字符，直到按下「ESC」鍵為止

撤銷上一次操作
* 「u」：如果您誤執行一個命令，可以馬上按下「u」，回到上一個操作。按多次“u”可以執行多次回復。

「ctrl + r」: 撤銷的恢復

更改

「cw」：更改光標所在處的字到字尾處
「c#w」：例如，「c3w」表示更改3個字

跳至指定的行

「ctrl」+「g」列出光標所在行的行號。
* 「#G」：例如，「15G」，表示移動光標至文章的第15行行首。

vim底行模式各命令匯總

在使用末行模式之前，請記住先按「ESC」鍵確定您已經處于正常模式，再按「：」冒號即可進入末行模式。

列出行號

「set nu」: 輸入「set nu」后，會在文件中的每一行前面列出行號。

跳到文件中的某一行

「#」:「#」號表示一個數字，在冒號后輸入一個數字，再按回車鍵就會跳到該行了，如輸入數字15，再回車，就會跳到文章的第15行。

查找字符

「/關鍵字」: 先按「/」鍵，再輸入您想尋找的字符，如果第一次找的關鍵字不是您想要的，可以一直按「n」會往后尋找到您要的關鍵字為止。
「?關鍵字」：先按「?」鍵，再輸入您想尋找的字符，如果第一次找的關鍵字不是您想要的，可以一直按「n」會往前尋找到您要的關鍵字為止。

保存文件

「w」: 在冒號輸入字母「w」就可以將文件保存起來

離開vim

「q」：按「q」就是退出，如果無法離開vim，可以在「q」后跟一個「!」強制離開vim。
「wq」：一般建議離開時，搭配「w」一起使用，這樣在退出的時候還可以保存文件。

vim操作實用總結

對于以上這么多操作，我們只需要掌握經常使用的即可。以下列舉常常使用的操作。（正常模式下）

跳躍移動操作：

shift+g：移動到文本的最后面。
gg：移動到文本的最前面。
n+shift+g：移動到指定行數。（n為具體數字，最好用主鍵盤的，功能區的有可能不行）。
shift+$：移動到當前行末尾。
shift+^：移動到當前行最前面。

移動操作：

可以直接用鍵盤上的光標來上下左右移動，但正規的vim是用小寫英文字母「h」、「j」、「k」、「l」，分別控制光標左、下、上、右移一格。

剪切操作（也可作為刪除操作）

dd：刪除光標所在行。
n+dd：從光標所在行開始刪除n行。
x：每按一次，刪除光標所在位置的一個字符。
n+x：刪除光標所在位置的“后面（包含自己在內）”n個字符。

拷貝操作

yy：拷貝光標所在行到緩沖區。
n+yy：拷貝從光標所在的該行“往下數”n行文字。

粘貼操作

p；將緩沖區內的字符貼到光標所在位置。注意：所有與“y”有關的復制命令都必須與“p”配合才能完成復制與粘貼功能。

簡單vim配置

當你vim進入編輯時，會發現vim寫代碼時十分矬，跟個記事本一樣，要想使vim用得順手，就需要自己去配置。

配置文件的位置

在目錄 /etc/ 下面，有個名為vimrc的文件，這是系統中公共的vim配置文件，對所有用戶都有效。
而在每個用戶的主目錄下，都可以自己建立私有的配置文件，命名為：“.vimrc”。例如，/root目錄下，通常已經存在一個.vimrc文件,如果不存在，則創建之。
切換用戶成為自己執行 su ，進入自己的主工作目錄,執行 cd ~
打開自己目錄下的.vimrc文件，執行 vim .vimrc

但是以上操作不僅有難度，而且需要自己一個一個配置，實在太麻煩了，所以這里推薦執行以指令完成配置。

curl -sLf https://gitee.com/HGtz2222/VimForCpp/raw/master/install.sh -o ./install.sh && bash ./install.sh

執行該指令建議使用普通用戶執行，不要用root賬號，只為當前用戶配置。不影響其他用戶。

空格數

這時候可以看到就有行號，語法高亮，語法提示，自動縮進，補齊等。

但是它默認的空格數為2，和大家平時用的4有些區別，當然這也可以改。

上面的對應配置在.vimrc里面，進入并修改。

vim .vimrc

找到下面三個值，并將其改為4。
空格縮進

最好用wq！強制保存退出。

Linux編譯器-gcc/g++

一個可執行程序是由代碼經過以下步驟形成的：

預處理
編譯
匯編
鏈接

那么每一個步驟會見我們寫的代碼轉化成什么，最終形成一個可執行程序的呢？接下來以gcc為例，對以上步驟進行介紹。
一般使用gcc編譯C語言代碼，格式如下：

 gcc [選項] 要編譯的文件 [選項] [目標文件]

gcc編譯：
在這里插入圖片描述
以此為例，我們對該可執行程序的的預處理，編譯，匯編，鏈接步驟進行介紹。

gcc選項

-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

預處理(進行宏替換)

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 test.c –o test.i
- 不帶選項會直接編譯成最終的可執行程序，這里為查看每一個步驟，需要編譯成對應階段的文件。
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

編譯（生成匯編）

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。
用戶可以使用“-S”選項來進行查看,該選項只進行編譯而不進行匯編,生成匯編代碼。
實例: gcc -S test.i -o test.s

匯編（生成機器可識別代碼）

匯編階段是把編譯階段生成的“.s”文件轉成目標文件
在此可使用選項“-c”就可看到匯編代碼已轉化為“.o”的二進制目標代碼了
實例gcc -c test.s -o test.o

鏈接（生成可執行文件或庫文件）

在成功編譯之后,就進入了鏈接階段。
實例gcc test.o -o test.exe

函數庫

上面提到的鏈接是和誰來鏈接呢？在這里就要涉及到一個重要的概念:函數庫

我們的C程序中，并沒有定義“printf”的函數實現,且在預編譯中包含的“stdio.h”中也只有該函數的聲明,而沒有定義函數的實現,那么,是在哪里實“printf”函數的呢?
最后的答案是:系統把這些函數實現都被做到名為 libc.so.6 的庫文件中去了,在沒有特別指定時,gcc 會到系統默認的搜索路徑“/usr/lib”下進行查找,也就是鏈接到 libc.so.6 庫函數中去,這樣就能實現函數“printf”了,而這也就是鏈接的作用。

安裝靜態庫
云服務器一般是裝有動態庫的（默認連接方式），但是靜態庫一般那是沒有的，想要的話我們可以自己裝上，使用yum安裝。

sudo yum install -y glibc-static libstdc++-static

這里一步到位，將C/C++的靜態庫都裝上了。

函數庫一般分為靜態庫和動態庫兩種。

靜態庫是指編譯鏈接時,把庫文件的代碼全部加入到可執行文件中,因此生成的文件比較大,但在運行時也就不再需要庫文件了。其后綴名一般為“.a”
動態庫與之相反,在編譯鏈接時并沒有把庫文件的代碼加入到可執行文件中,而是在程序執行時由運行時鏈接文件加載庫,這樣可以節省系統的開銷。
動態庫一般后綴名為“.so”,如前面所述的 libc.so.6 就是動態庫。gcc 在編譯時默認使用動態庫, 若要靜態鏈接只用 -static選項對生成的文件采用靜態鏈接。完成了鏈接之后,gcc 就可以生成可執行文件.
gcc默認生成的二進制程序，是動態鏈接的，這點可以通過 file 命令驗證。

動態鏈接：
?優點：省空間（磁盤的空間，內存的空間），bin體積小，加載速度快。
?缺點：依賴動態庫，程序可移植性較差。
靜態鏈接：
?優點：不依賴第三方庫，程序的可移植性較高。
?缺點：浪費空間。

我們還可以用ldd查看鏈接時依賴的庫
ldd
（圖中的/lib64/libc.so.6就是當前云服務器當中的C標準庫）

Linux項目自動化構建工具-make/Makefile

為什么要make/makefile？

一個工程中的源文件不計數，其按類型、功能、模塊分別放在若干個目錄中，makefile定義了一系列的規則來指定，哪些文件需要先編譯，哪些文件需要后編譯，哪些文件需要重新編譯，甚至于進行更復雜的功能操作。
makefile帶來的好處就是——“自動化編譯”，一旦寫好，只需要一個make命令，整個工程完全自動編譯，極大的提高了軟件開發的效率。
make是一個命令工具，是一個解釋makefile中指令的命令工具，一般來說，大多數的IDE都有這個命令，比如：Delphi的make，Visual C++的nmake，Linux下GNU的make。可見，makefile都成為了一種在工程方面的編譯方法。
make是一條命令，makefile是一個文件，兩個搭配使用，完成項目自動化構建。

依賴關系和依賴方法

makefile

依賴關系：

上面的mycode:code.c可以理解為mycode的實現是依賴于code.c的。

依賴方式：

gcc -o mycode code.c其實就是我們使用gcc將code.c編譯mycode，是具體實現的方法。

make使用

1.在要編譯代碼的同級路徑下創建一個makefile/makefile的普通文件

2.使用vim編輯Makefile完成依賴關系和依賴方法

3. 使用make指令編譯
make
多個文件時
多問文件
小技巧
快捷方式

make原理

make是如何工作的,在默認的方式下，也就是我們只輸入make命令，為什么會自動編譯好？原理如下

hello:hello.o    gcc hello.o -o hello    hello.o:hello.s    gcc -c hello.s -o hello.o    hello.s:hello.i    gcc -S hello.i -o hello.s    hello.i:hello.c    gcc -E hello.c -o hello.i                                          
.PHONY:clean    
clean:    rm hello.i hello.s hello.o hello -f

make會在當前目錄下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。
如果找到，它會找文件中的第一個目標文件（target），在上面的例子中，他會找到“hello”這個文件，并把這個文件作為最終的目標文件。
如果hello文件不存在，或是hello所依賴的后面的hello.o文件的文件修改時間要比hello這個文件新（可以用 touch 測試），那么，他就會執行后面所定義的命令來生成hello這個文件。
如果hello所依賴的hello.o文件不存在，那么make會在當前文件中找目標為hello.o文件的依賴性，如果找到則再根據那一個規則生成hello.o文件。（這有點像一個堆棧的過程）
當然，你的C文件和H文件是存在的啦，于是make會生成 hello.o 文件，然后再用 hello.o 文件聲明make的終極任務，也就是執行文件hello了。
這就是整個make的依賴性，make會一層又一層地去找文件的依賴關系，直到最終編譯出第一個目標文件。
在找尋的過程中，如果出現錯誤，比如最后被依賴的文件找不到，那么make就會直接退出，并報錯，而對于所定義的命令的錯誤，或是編譯不成功，make根本不理。
make只管文件的依賴性，即，如果在我找了依賴關系之后，冒號后面的文件還是不在，就會退出報錯。

make原理