01Linux系统编程常用工具补充(接上篇)

接上篇：00Linux系统编程之你需要知道的

补充“零食”：主函数(main)传参

int main(int argc, char *argv[]);

int argc 为传入参数的个数

char *argv[] 为传入参数的内容

argv[0] 为程序运行指令，即./a.out / ./文件名

举个例子

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main(int argc,char *argv[])
{int num1 = atoi(argv[1]);int num2 = atoi(argv[3]);char order = *argv[2];switch(order){case '+':printf("%d + %d = %d",num1,num2,num1+num2);break;case '-':printf("%d - %d = %d",num1,num2,num1-num2);break;case '*':printf("%d * %d = %d",num1,num2,num1*num2);break;case '/':printf("%d / %d = %d",num1,num2,num1/num2);break;}printf("\n");return 0;
}

一、静态库和动态库

库文件作用：保护源代码、方便移植

1.1 静态库

• 特点

以空间换时间 。封装后的静态库文件，仍然在项目目录中，占用项目包空间，但是不用去其他地方查找改库文件，节省时间。

• 封装过程

①把所有的.c 文件编译成.o 文件，除了 main.c

gcc -c xx.c -o xx.o

.c文件和.h文件成对存在。

编译.c文件时，需包含.h文件

gcc -c xx.c -o xx.o -I .h文件所在路径

②把所有的.o 文件，封装成静态库文件

ar -rc -o 静态库文件名 *.o

静态库文件名的命名特点：

库标识+库名+静态库标识（.a）

//举个栗子
libcal.a
库标识    lib
库名      cal(可改)
静态库标识 .a

③编译验证库文件是否可用

1.2 动态库

• 特点

以时间换空间 。编译时需要从系统库目录中查找动态库文件，浪费编译时间，但是节省项目包大小。

• 封装过程

①把所有的.c 文件编译成.o 文件，除了 main.c

注意细节同静态库封装

②把所有的.o 文件，封装成动态库文件

gcc -shared -fpic -o 动态库文件名 *.o

动态库文件名的命名特点：

库标识+库名+动态库标识（.so）

③把封装后的动态库文件，剪切到系统库文件==(/lib 或/usr/lib)==中

sudo mv 动态库文件名 /lib

④编译验证动态库文件是否可用

gcc src/main.c -lcal -o output/main -I include/

默认从系统库文件中找库名进行编译

二、gdb调试

2.1 作用

gdb 是开发和调试底层程序、系统软件的重要工具，尤其在没有图形化调试环境的场景下（如服务器端开发、嵌入式系统）发挥关键作用。

通过调试继续手动执行代码，从而找到代码问题，及时修改代码。

2.2 调试过程及步骤

• 调试过程

①测试

找出程序中存在的缺陷或错误

②固化

让程序的错误重现

③定位

确定相关的代码行

④纠正

修改代码纠正错误

⑤验证

确定修改解决了问题

实际操作。

• 调试步骤

1. 生成可调试的可执行程序

gcc -g 程序文件 -o 生成文件

2. 进入调试界面

• gdb 可调试的可执行文件

• 查看代码

list 默认显示10行代码。

l 行号 显示该行号上下 10 行代码。

• 设置断点(break/b)

阻止程序自动向下进行，进入手动执行

b 行号 设置 该行 为断点。

info b 查看断点详细信息。

delete 断点编号 删除断点

• 运行程序

run 程序先自动运行，直到断点阻止。

注意：调试时必须设置断点，若无断点，程序瞬间就执行完了，什么信息也看不到

n 手动向下运行，遇到函数，不会进入到函数中运行，直接得到函数的执行结果。

s 手动向下运行，遇到函数，会进入到函数中一步一步运行。

print（p） 变量名 打印变量信息

cont（c） 跳过断点继续自动向下执行

• quit 退出 gdb 调试

三、项目管理工具（makefile）

3.1 作用

管理项目编译。

使用 make 直接自动编译

3.2 编写“规则”

makefile 的执行需要使用 make 命令。

sudo apt install make 安装 make

make 指令默认在当前目录下查找 makefile 或 Makefile 文件执行。其他名字需要使用 make -f filename

目标:依赖指令

指令需要使用 table 缩进

①基本编译

②按编译步骤编译

makefile文件，注释前用#

#第一个目标为主目标
#下边的目标是根据上一个目标的依赖来执行的，若上一个目标的依赖已存在，则下面不会执行。
main:a.ogcc a.o -o main
a.o:a.sas a.s -o a.o
a.s:a.igcc -S a.i -o a.s
a.i:a.cgcc -E a.c -o a.i

③makefile 中的变量和使用

#定义变量
CC = gcc
#使用变量
main:a.o$(CC) a.o -o main
a.o:a.sas a.s -o a.o
a.s:a.i$(CC) -S a.i -o a.s
a.i:a.c$(CC) -E a.c -o a.i

特殊变量：

$< 第一个依赖的文件。

$@ 目标文件。

$^ 所有的依赖文件。

#定义变量
CC = gcc
#使用变量
main:a.o$(CC) $^ -o $@
a.o:a.sas $^ -o $@
a.s:a.i$(CC) -S $^ -o $@
a.i:a.c$(CC) -E $^ -o $@

④伪目标

没有依赖的目标

clean:rm a.i a.o a.s main

make clean

⑤项目级makefile

• $(wildcard PATTERN)

1. 函数名称：wildcard 获取匹配模式文件名函数

2. 函数功能：列出当前目录下所有符合模式“PATTERN”格式的文件名。

3. 返回值：空格分割的、存在当前目录下的所有符合模式“PATTERN”的文件名。

4. 函数说明：“PATTERN”使用 shell 可识别的通配符，包括“?”（单字符）、“*”（多字符）等。

#举个栗子
#获取到指定目录下的.c文件
SRCPATH=$(wildcard src/*.c)

• $(notdir NAMES…)

1. 函数名称：notdir 取文件名函数

2. 函数功能：从文件名序列“NAMES…”中取出非目录部分。目录部分是指最后一个斜线（“/”）（包括斜线）之前的部分。删除所有文件名中的目录部分，只保留非目录部分。

3. 返回值：文件名序列“NAMES…”中每一个文件的非目录部分。

4. 函数说明：如果“NAMES…”中存在不包含斜线的文件名，则不改变这个文件名。以反斜线结尾的文件名，是用空串代替

#举个栗子
#获取到指定目录下的.c文件
SRCPATH=$(wildcard src/*.c)
#剔除目录名称，只保留文件名
NOTSRCPATH=$(notdir $(SRCPATH))

• $(patsubst PATTERN,REPLACEMENT,TEXT)

1. 函数名称：模式替换函数—patsubst。

2. 函数功能：搜 索 “TEXT” 中以空格分开的单词，将 否 符 合 模 式“TATTERN”替换为“REPLACEMENT”。参数“PATTERN”中可以使用模式通配符 “%” 来代表一个单词中的若干字符 。 如 果 参 数“REPLACEMENT”中也包含一个“%”，那么“REPLACEMENT”中的“%”将是“TATTERN”中的那个“%”所代表的字符串。在“TATTERN”和“REPLACEMENT”中，只有第一个“%”被作为模式字符来处理，之后出现的不再作模式字符（作为一个字符）。在参数中如果需要将第一个出现的“%”作为字符本身而不作为模式字符时，可使用反斜杠“\”进行转义处理。

3. 返回值：替换后的新字符串。

4. 函数说明：参数“TEXT”单词之间的多个空格在处理时被合并为一个空格，并忽略前导和结尾空格。

#举个栗子
#获取到指定目录下的.c文件
SRCPATH=$(wildcard src/*.c)
#剔除目录名称，只保留文件名
NOTSRCPATH=$(notdir $(SRCPATH))
#把.c文件生成需要的对应的.o文件名称
LIBPATH = $(patsubst %.c,src/%.o,$(NOTSRCPATH))