Linux开发工具(编辑器gcc/g++，make/Makefile，gdb)
Linux编译器- gcc/g++
1.背景知识
1.预处理(进行宏替换)
2.编译(生成汇编)
3.汇编(生成机器可识别的代码)
4.链接(生成可执行文件或库文件)
2.gcc/g++语法
语法：gcc/g++ 选项 文件
常用选项：
1）-E 只进行预处理，这个不生成文件，你只需要重定向到一个输出文件里面(否则将把预处理后的结果打印到屏幕上)。
2）-S 编译到汇编语言，不进行汇编和链接，即只需要进行预处理和翻译。
3）-c 编译到目标文件。
4）-o 将处理结果输出到指定文件，该选项后续紧跟输出文件名。
5）-static 此选项对生成的文件采用静态链接。
6）-g 生成调试信息(如不携带该选项则生成默认文件release版本)。
7）-shared 此选项将尽量使用动态库，生成文件较小。
8）-w 不生成任何警告信息。
9）Wall生成所有警告信息。
10）-O0/-O1/-O2/-O3编译器优化选项的四个级别，-O0表示没有优化，-O1为缺省值，O3优化级别最高。
预处理(进行宏替换)
[zuoge@VM-24-14-centos ~]$ gcc -E mycode.c -o mycode.i
//告诉gcc,从现在开始进行程序的翻译，将预处理工作做完就停下来，不要往后走了~预处理功能主要包括头文件展开，去注释，宏替换，条件编译等等。
~预处理指令是以#开头的代码行。
-E选项的作用是让gcc/g++在预处理结束后就停止编译。
-o选项是指目标文件，“xxx.i”文件为已经过预处理的原始程序。
a.去注释
b.头文件展开
c.条件编译
条件编译应用场景：
为什么要有条件编译呢？
我们都曾经使用过VS2019,拿VS2019来举例VS2019分为社区版和专业版，这两个版本的功能是有些差异的，难道说提供这些软件的公司需要维护两份代码吗？
当然不是，此时只需要使用条件编译出来功能略有差异的不同版本即可。
d.宏替换
编译(生成汇编)
[zuoge@VM-24-14-centos ~]$ gcc -S mycode.i -o mycode.s
//告诉gcc,从现在开始进行程序的翻译，将编译工作做完就停下来在这个阶段，gcc/g++首先检查代码的规范性、是否有语法错误等，以确定代码的实际要做的工作，在检查代码无误后，将代码翻译成汇编语言。
用户可以使用-S选项来进行查看，该选项只进行编译不进行汇编，生成汇编代码。
-o选项是指目标文件，“xxx.s”文件为已翻译过的原始程序。
汇编(生成机器可识别代码)
[zuoge@VM-24-14-centos ~]$ gcc -c mycode.s -o mycode.o
//告诉gcc,从现在开始进行程序的翻译，将编译工作做完就停下来
汇编阶段是把编译阶段生成的“xxx.s”文件转成目标文件。
使用-c选项就可以得到汇编代码转化成“xxx.o”的目标二进制文件。
链接(生成可执行文件或库文件)
[zuoge@VM-24-14-centos ~]$ gcc mycode.o -o mycode
在完成上述步骤后，就进入了链接阶段。
链接的主要任务是将生成的各个"xxx.o"文件进行链接，生成可执行文件。
gcc/g++不带-E、-S、-c选项时，就默认生成预处理，编译，汇编，链接全过程后的文件。
若不用-o选项指定生成文件的文件名，则默认生成的可执行文件名为a.out。
注意：链接后生成的也是二进制文件。
记忆选项的方式：
看你键盘坐上的角的Esc只不过命令是ESc注意大小写。
静态库与动态库
1.情景引入
我们为什么能够在Windows或者Linux上进行C/C++或者其他形式的开发呢？
我们的系统中一定是提前安装上，C/C++相关的头文件和库文件。
C/C++的开发环境不仅仅是VS，gcc,g++,更重要的是，语言文件的头文件和库文件。
其实我们装vs2019、vs2022等，我们其实还在安装时，选择对应的开发包，同步下载c的头文件和库文件。
简而言之：编译型语言，安装开发包，必定下载对应的头文件+库文件
2.静态库与动态库的介绍
函数一般分为静态库和动态库两种：
静态库是指编译链接时，把库文件的代码全部加载到可执行文件当中，因此生成的文件较大，但是在运行时也就不需要库文件了，静态库一般以.a为后缀。
动态库与之相反，在编译链接时并没有把库文件的代码加载到可执行文件当中，而是在程序运行时由链接文件加载库，这样可以节省系统的开销，动态库一般以.so为后缀。
动态链接：
优点：省空间(磁盘空间，内存的空间)，bin体积小，加载速度快。
缺点：依赖动态库，程序的可移植性较差。
静态链接：
优点：不依赖第三方库，程序的可移植性高。
确定：浪费空间。
gcc和g++默认生成的二进制程序是动态链接，我们可以使用file指令进行查看。
其次我们还可以使用ldd指令查看动态链接的可执行文件所依赖的库
(图中/lib/libc.s0.6就是当前云服务器当中的C标准库)。
虽然gcc/g++默认采用的是动态链接，但是我们如果需要使用静态链接，但是-static选项即可。
此时生成的文件就是静态链接了
注意看此时两个文件的大小
此处也证明了动态链接比较浪费空间。
扩展：可执行程序形成的时候，不是无序的二进制构成，有自己的格式----可执行程序有自己的二进制格式---ELF格式。
Linux项目自动化构建工具--make/Makefile
make/Makefile的重要性
1.会不会写Makefile,从侧面说明一个人是否具备完成大型工程的能力。
2.一个工程中的源文件不计数，按器其类型、功能模块分别放在若干目录中，makefile定义一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些为文件需要后编译，哪些文件文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作。
3.makefile带来的好处就是---“自动化编译”，一旦写好，只需一个make命令，整个工程完全自动编译，极大提高了软件开发的效率。
4.make是一个命令工具，是一个解释makefile中指令的命令工具，一般来说，大多数的IDE都有这个命令，比如说:Delphi的make，Visual C++的make，Linux下GUN的make。makefile都成为了一种在工程方面的编译方法。
5.make是一条指令，makefile是一个文件，两个搭配使用，完成项目自动化构建。
依赖关系和依赖方法
在使用make/Makefile前我们首先应该理解各个文件之间的依赖关系以及依赖方法。
依赖关系：文件A的变更会影响到文件B,那么就称文件B依赖于文件A。
例如，test.o文件是由test.c文件通过预处理，编译以及汇编后生成的文件，所以test.c的改变会影响test.o，所以说test.o文件依赖于test.c文件。
依赖方法：如果说文件B依赖于文件A，那么通过文件A得到文件B的方法，就是文件B依赖于文件A的方法。
例如，test.o依赖于test.c,而test.c通过gcc -c test.c -o
test.o指令就可以得到test.o,那么test.o依赖于test.c的依赖方法就是gcc -c test.c -o。
多文件编译
当你有多个源文件时，应该如何编译呢？
我们可以通过上面学到的gcc/g++命令一步一步进行最后进行合并。
注意：多文件编译时，一般不使用源文件直接生成可执行程序，而是先用每个源文件生成各自的二进制文件，然后将二进制文件通过链接生成可执行程序。
原因：
若是直接使用源文件生成可执行程序，那么其中一个源文件进行了修改，再生成可执行程序时就需要将所有的源文件进行重新编译链接。
而若是先用每个源文件各自生成的二进制文件，那么其中一个源文件进行了修改，就只需重新编译生成该源文件的二进制文件，然后再将这些二进制文件通过链接生成可执行程序即可。
注意：编译链接的时候不需要加上头文件，因为编译器通过源文件的内容可以知道所需的头文件名字，而通过头文件的方式("尖括号"，“双引号”),编译器就可以知道应该从何去找所需头文件。
但是随着源文件数量的怎加，我们每次重新生成可执行程序时，所需输入的gcc指令长度和数量也会随之增多。这是就学要make和makefile了，这将大大减少我们的工作量。
第一步创建Makefile文件
第二步编写Makefile文件
编写完后保存退出，然后执行make命令便可以生成可执行程序，以及该过程的中间产物。
Makefile文件的简写方式：
1.$@：表示依赖关系中的目标文件（冒号左侧）。
2.$^：表示依赖关系中的依赖文件列表（冒号右侧全部）。
3.$<：表示依赖关系中的第一个依赖文件（冒号右侧第一个）
说明： gcc/g++携带-c选项时，若不指定输出文件的文件名，则默认输出文件名为xxx.o，所以这里也可以不用指定输出文件名。
make原理
1.make会在当前目录下找名字为“Makefile”或“makefile”的文件。
2.如果找到，它会找文件当中的第一个目标文件，在上面的例子中，它会找到mytest这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件。
3.如果mytest文件不存在，或是mytest所依赖的后面的test.o文件和main.o文件的文件修改时间比mytest文件新，那么它就会执行后面的依赖方法来生成mytest文件。
4.如果mytest所依赖的test.o文件不存在，那么make会在Makefile文件中寻找目标为test.o文件的依赖关系，如果找到则再根据其依赖方法生成test.o文件（类似于堆栈的过程）。
5.当然，你的test.c文件和main.c文件是存在的，于是make会生成test.o文件和main.o文件，然后再用test.o文件和main.o文件生成最终的mytest文件。
6.make会一层又一层地去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件。
7.在寻找的过程中，如果出现错误，例如最后被依赖的文件找不到，那么make就会直接退出，并报错。
项目清理
在我们每次重新生成可执行程序前，都应该将上一次生成可执行程序时生成的一系列文件进行清理，但是如果我们每次都手动执行一系列指令进行清理工作的话，未免有些麻烦，因为每次清理时执行的都是相同的清理指令，这时我们可以将项目清理的指令也加入到Makefile文件当中。
想clean这种，没有被第一个目标文件直接或间接关联，那么它后面所定义的命令将不会被自动执行，但我们可以显示要make执行。
注： 一般将这种clean的目标文件设置为伪目标，用.PHONY修饰，伪目标的特性是：总是被执行。
Linux第一个小程序 - 进度条
行缓冲区的概念
首先，我们来感受一下行缓冲区的存在，在Linux当中以下代码的运行结果是什么样的？
对于此代码，大家应该都没问题，当然是先输出字符串hello world然后休眠3秒之后结束运行。那么对于以下代码呢？
可以看到代码中仅仅删除了字符串后面的’\n’，那么代码的运行结果还与之前相同吗？答案否定的，该代码的运行结果是：先休眠3秒，然后打印字符串hello world之后结束运行。该现象就证明了行缓冲区的存在。
显示器对应的是行刷新，即当缓冲区当中遇到’\n’或是缓冲区被写满才会被打印出来，而在第二份代码当中并没有’\n’，所以字符串hello world先被写到缓冲区当中去了，然后休眠3秒后，直到程序运行结束时才将hello world打印到显示器当中。
\r和\n
\r： 回车，使光标回到本行行首。
\n： 换行，使光标下移一格。
而我们键盘上的Enter键实际上就等价于\n+\r
既然是\r是使光标回到本行行首，那么如果我们向显示器上写了一个数之后再让光标回到本行行首，然后再写一个数，不就相当于将前面一个数字覆盖了吗？
但这里有一个问题：不使用’\n’进行换行怎么将缓冲区当中数据打印出来？
这里我们可以使用fflush函数，该函数可以刷新缓冲区，即将缓冲区当中的数据刷新当显示器当中。
对此我们可以编写一个倒计时的程序。
在输出下一个数之前都让光标先回到本行行首，就得到了倒计时的效果。
版本一：
版本二：附带使用场景(我们下载一个东西时会显示下载百分比)
Linux调试器 - gdb
gdb使用须知
程序发布方式：
1、debug版本：程序本身会被加入更多的调试信息，以便于进行调试。
2、release版本：不会添加任何调试信息，是不可调试的。
在Linux当中gcc/g++默认生成的可执行程序是release版本的，是不可被调试的。如果想生成debug版本，就需要在使用gcc/g++生成可执行程序时加上-g选项。
对同一份源代码分别生成其release版本和debug版本的可执行程序，并通过ll指令可以看到，debug版本发布的可执行程序的大小比release版本发布的可执行程序的大小要大一点，其原因就是以debug版本发布的可执行程序当中包含了更多的调试信息。
gdb命令汇总
【进入gdb】
指令： gdb 文件名
【调试】
1）「run/r」：运行代码（启动调试）。
2）「next/n」：逐过程调试。
3）「step/s」：逐语句调试。
4）「until 行号」：跳转至指定行。
5）「finish」：执行完当前正在调用的函数后停下来（不能是主函数）。
6）「continue/c」：运行到下一个断点处。
7）「set var 变量=x」：修改变量的值为x。
【显示】
1）「list/l n」：显示从第n行开始的源代码，每次显示10行，若n未给出则默认从上次的位置往下显示.。
2）「list/l 函数名」：显示该函数的源代码。
3）「print/p 变量」：打印变量的值。
4）「print/p &变量」：打印变量的地址。
5）「print/p 表达式」：打印表达式的值，通过表达式可以修改变量的值。
6）「display 变量」：将变量加入常显示（每次停下来都显示它的值）。
7）「display &变量」：将变量的地址加入常显示。
8）「undisplay 编号」：取消指定编号变量的常显示。
9）「bt」：查看各级函数调用及参数。
10）「info/i locals」：查看当前栈帧当中局部变量的值。
【断点】
1）「break/b n」：在第n行设置断点。
2）「break/b 函数名」：在某函数体内第一行设置断点。
3）「info breakpoint/b」：查看已打断点信息。
4）「delete/d 编号」：删除指定编号的断点。
5）「disable 编号」：禁用指定编号的断点。
6）「enable 编号」：启用指定编号的断点。
【退出gdb】
1）「quit/q」：退出gdb。