【Linux】编辑器vim的使用和理解gcc编译器

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前言

在上一篇文章中，我们详细介绍了Linux权限的内容，主要包括文件权限和目录权限，希望大家可以多去练习熟悉一下，那么本篇文章将带大家详细讲解Linux中编辑器vim的使用和对gcc编译器的理解的内容，接下来一起看看吧！

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一. 软件包管理器

1.1 什么是软件包

• 在Linux下安装软件, 一个通常的办法是下载到程序的源代码, 并进行编译, 得到可执行程序。
• 但是这样太麻烦了, 于是有些人把一些常用的软件提前编译好, 做成软件包(可以理解成windows上的安装程序)放在一个服务器上, 通过包管理器可以很方便的获取到这个编译好的软件包, 直接进行安装。
• yum(Yellow dog Updater, Modified)是Linux下非常常用的一种包管理器。主要应用在Fedora，RedHat，Centos等发行版上。
• Ubuntu：主要使用apt（Advanced Package Tool）作为其包管理器。apt同样提供了自动解决依赖关系、下载和安装软件包的功能。

1.2 Linux软件生态

二. 编辑器Vim

2.1 vim的基本概念

Vim 是一款高效、可定制、基于模式的文本编辑器，广泛用于代码编写、文本处理及系统配置文件编辑等场景，尤其在终端环境中极为流行。

vi/vim的区别简单点来说，它们都是多模式编辑器，不同的是vim是vi的升级版本，它不仅兼容vi的所有指令，而且还有一些新的特性在里面。例如语法加亮，可视化操作不仅可以在终端运行，也可以运行于x window、 mac os、 windows。

2.2 vim的安装

安装vim的指令：

sudo yum install vim // CentOS
sudo apt install vim // Unbuntu

安装完后输入指令vim可以看到以下界面：

可以按:（Shift+;），然后输入q并且回车即可退出。

2.3 vim常见的工作模式

vim作为一款多模式的编辑器，有着各种各样的模式，总共有12种模式，学会其中的5种就可以应对多数开发环境了。

• 正常/普通/命令模式

控制屏幕光标的移动，字符、字或行的删除，移动复制某区段及进入插入模式下，或者到底行模式。

• 插入模式

只有在插入模式下，才可以做文字输入，按i、o、a都可以进入该模式，按i键比较频繁，按ESC键可回到命令行模式。该模式是用的最频繁的编辑模式。

• 底行模式

文件保存或退出，也可以进行文件替换，找字符串，列出行号等操作。
在命令模式下，按:(shift+;)即可进入该模式。要查看你的所有模式：打开vim，底行模式直接输入：help vim-modes

• 可视模式

可进行批量修改，ctrl+v可进入该模式。

• 替换模式

可进行文本的替换，R(shift+r)可进入该模式。

正常/普通/命令模式命令集

进入到插入模式

• 按i进入插入模式后，是从光标当前位置开始输入文字
• 按a进入插入模式后，是从目前光标所在位置的下一个位置开始输入文字
• 按o进入插入模式后，插入新的一行，从该行行首开始输入文字

从插入模式切换为命令模式

按ESC键

移动光标

提示：这里的#代表数字

• vim可以直接用键盘上的光标来上下左右移动，但正规的vim是用小写英文字母「h」、「j」、「k」、「l」，分别控制光标左、下、上、右移一格
• 按G(shift+g)：移动到文本的最后
• 按$(shift+4)：移动到光标所在行的行尾
• 按^(shift+6)：移动到光标所在行的行首
• 按w：以单词为单位，光标向后移动（跳到下一个单词的头）
• 按b：以单词为单位，光标向前移动（跳到上一个单词的头）
• 按e：以单词为单位，光标跳到下一个单词的尾
• 按#l：光标移到该行的第#个位置，如5l、6l
• 按gg：光标跳到文本的最开始
• 按G(shift+g)：进入文本末端
• 按ctrl+b：屏幕往“后”移动一页
• 按ctrl+f：屏幕往“前”移动一页
• 按ctrl+u：屏幕往“后”移动半页
• 按ctrl+d：屏幕往“前”移动半页

删除文字

提示：这里的#代表数字

• 按x：每按一次，删除光标所在位置的一个字符
• 按#x：比如：6x表示删除光标所在位置的后面（包括自己在内）6个字符
• 按X：每按一次，删除光标所在位置的前面一个字符
• 按#X：比如：20X表示删除光标所在位置的前20个字符
• 按dd：删除光标所在行
• 按#dd：从光标所在行开始删除#行

复制

提示：这里的#代表数字

• 按yw：以单词为单位，将光标所在之处到字尾的单词复制到缓冲区中
• 按#yw：以单词为单位，复制以光标所在之处开始往后的#个单词到缓冲区
• 按yy：复制光标所在行到缓冲区
• 按#yy：比如：6yy表示拷贝从光标所在行开始“往下数”6行文字
• 按p：将缓冲区内的字符贴到光标所在位置。注意：所有与“y”有关的复制命令都必须与“p”配合才能完成复制与粘贴功能。

替换

• 按r：修改光标当前位置的字符
• 按R(shift+r)：修改光标所到之处的字符，直到按下ESC键位置

撤销上一次操作

• 按u：撤销操作，回到上一次操作之前。按多次“u”可以执行多次撤销
• 按ctrl+r：对u的撤销操作进行撤销

更改

提示：这里的#代表数字

• 按cw：以单词为单位，更改光标所在处的字符到单词末尾
• 按c#w：比如：c3w表示更改三个字

跳至指定的行

提示：这里的#代表数字

• 按ctrl+g：列出光标所在行的行号
• 按#G或#gg：比如：15G或15gg表示移动光标至文本的第15行行首
• 按:(shift+;)进入底行模式，输入数字#然后回车，即可定位到第#行

插入模式命令集

插入模式主要用于文本的写入，在命令模式下，按i键进入插入模式。

在插入模式下，按Shift+Insert可以粘贴剪切板的内容。

在命令模式下：

• 按Shift+i：切换到插入模式，并且将光标定位到当前行行首
• 按Shift+a：切换到插入模式，并且将光标定位到当前行行尾
• 按Shift+o：切换到插入模式，向上增加一行并且定位到上一行的行首

在插入模式下，按ESC键即可返回到命令模式。

底行模式命令集

在命令模式下，按:(Shift+;)进入底行模式。

列出行号

• set nu：输入set nu后，会在文件中的每一行前面列出行号。
• set nonu：输入set nonu后，取消行号

跳到文件中的某一行

• #：#代表一个数字，在冒号后输入一个数字，再按回车键，光标就会跳到改行了，比如：输入数字15，再回车，光标就会跳到文件的第15行。

查找字符

• /关键字：先按/键，再输入想寻找的字符，如果第一次找到的关键字不是想要的，可以一直按n键就会往后寻找到想要的关键字为止。
• ?关键字：先按?键，再输入想寻找的字符，如果第一次找到的关键字不是想要的，可以一直按n键会往前寻找到想要的关键字为止。

/是从前往后查找，?是从后往前查找。

保存文件

• w：在冒号输入字母w然后回车就可以将文件保存起来。

离开vim

• q：输入字母q然后回车就是退出vim，如果无法离开vim，可以在q后跟一个!，表示强制离开vim。
• wq：一般离开vim时，建议w和q一起使用，这样退出还可以保存文件。

vim操作总结

2.4 vim的便利操作

同时打开多个文件

如果我们已经使用vim打开了一个文件，还想要再打开另外一个文件，可以切换到底行模式并且输入vs 文件名称即可。

当前光标是在test.c文件，那么如何将光标切换到code.c文件呢？

可以使用ctrl+ww命令，即可将光标定位到上一个文件code.c

批量化注释

如果想要注释多行，一行一行注释就太慢了，可以尝试用一下批量化注释

操作如下：

1. 首先在命令模式下按ctrl+v进入视图模式
2. 在视图模式下可以选择指定的多行，使用h、j、k、l移动光标（h左、j下、k上、l右）
3. 按I（shift+i）进入插入模式
4. 打了注释之后按ESC键返回命令模式即可

批量化去注释

操作如下：

1. 首先在命令模式下按ctrl+v进入视图模式
2. 在视图模式下可以选择指定的多行，使用h、j、k、l移动光标（h左、j下、k上、l右）
3. 按d删除即可

2.5 简单配置vim

配置文件的位置

• 在目录 /etc/ 下，有个名为vimrc的文件，这是系统中公共的vim配置文件，对所有用户都有效。
• 而在每个用户的主目录下，都可以自己建立私有的配置文件，命名为：“.vimrc”（隐藏文件）。例如，/root目录下，通常已经存在一个.vimrc文件，如果不存在，则创建它。
• 切换用户成为自己执行 su ，进入自己的主工作目录,执行 cd ~
• 打开自己目录下的.vimrc文件，执行 vim .vimrc，自己配置vim

常用配置选项

• 设置语法高亮：syntax on
• 显示行号: set nu
• 设置缩进的空格数为4: set shiftwidth=4

参考资料：Vim从入门到精通

三. 编译器gcc/g++

1. 预处理（进行宏替换/去注释/条件编译/头文件展开等）
2. 编译（生成汇编）
3. 汇编（生成机器可识别代码）
4. 链接（生成可执行文件或库文件）

gcc编译选项：

格式 gcc[选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

3.1 预处理（进行宏替换）

• 预处理功能主要包括宏定义、文件包含、条件编译、去注释等。
• 预处理指令是以#号开头的代码行。
• 实例: gcc –E hello.c –o hello.i
• 选项“-E”，该选项的作用是让 gcc 在预处理结束后停止编译过程。
• 选项“-o”是指目标文件，“.i”文件为已经过预处理的C原始程序。

3.2 编译（生成汇编）

• 在这个阶段中，gcc 首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等，以确定代码的实际要做的工作，在检查无误后，gcc 把代码翻译成汇编语言。
• 可以使用“-S”选项来进行查看，该选项只进行编译而不进行汇编，生成汇编代码。
• 实例: gcc –S hello.i –o hello.s

3.3 汇编（生成机器可识别代码）

• 汇编阶段是把编译阶段生成的“.s”文件转成目标文件
• 可使用选项“-c”就可看到汇编代码已转化为“.o”的二进制目标代码了
• 实例: gcc –c hello.s –o hello.o

3.4 链接（生成可执行文件或库文件）

• 在成功编译之后，就进入了链接阶段。
• 实例: gcc hello.o –o hello

在链接时，可以动态链接，也可以静态链接（gcc默认是动态链接），而静态链接需要带选项-static

动态链接

ldd 可执行程序
ldd命令用于打印程序或者库文件所依赖的共享库列表

静态链接
gcc默认是动态链接，如果想要静态链接，需要带上-static选项。

可以明显看到静态链接后产生的可执行程序非常大，这是为什么呢？

在我们的实际开发中，不可能将所有代码放在一个源文件中，所以会出现多个源文件，而且多个源文件之间不是独立的，而会存在多种依赖关系，如一个源为件可能要调用另一个源文件中定义的函数，但是每个源文件都是独立编译的，即每个*.c 文件会形成一个 *.o文件，为了满足前面说的依赖关系，则需要将这些源文件产生的目标文件进行链接，从而形成一个可以执行的程序。这个链接的过程就是静态链接。静态链接的缺点很明显：

• 浪费空间：因为每个可执行程序中对所有需要的目标文件都要有一份副本，所以如果多个程序对同一个目标文件都有依赖，如多个程序中都调用了printf()函数，则这多个程序中都含有printf.o，所以同一个目标文件都在内存存在多个副本
  更新比较困难：因为每当库函数的代码修改了，这个时候就需要重新进行编译链接形成可执行程序。但是静态链接的优点就是，在可执行程序中已经具备了所有执行程序所需要的任何东西，在执行的时候运行速度快。

动态链接的出现解决了静态链接中提到问题。动态链接的基本思想是把程序按照模块拆分成各个相对独立部分，在程序运行时才将它们链接在一起形成一个完整的程序，而不是像静态链接一样把所有程序模块都链接成一个单独的可执行文件。

动态链接其实远比静态链接要常用得多。

在这里涉及到一个重要的概念: 库

我们的C程序中，并没有定义“printf”的函数实现，且在预编译中包含的“stdio.h”中也只有该
函数的声明，而没有定义函数的实现，那么是在哪里实“printf”函数的呢?

系统把这些函数实现都被做到名为 libc.so.6 的库文件中去了，在没有特别指定时，gcc 会到系统默认的搜索路径“/usr/lib”下进行查找，也就是链接到 libc.so.6 库函数中去，这样就能实现函数“printf”了，而这也就是链接的作用。

四. 静态库和动态库

• 静态库是指编译链接时，把库文件的代码全部加入到可执行文件中，因此生成的文件比较大，但在运行时也就不再需要库文件了。其后缀名一般为“.a”
• 动态库与之相反，在编译链接时并没有把库文件的代码加入到可执行文件中，而是在程序执行时由运行时链接文件加载库，这样可以节省系统的开销。动态库一般后缀名为“.so”，如前面所述的libc.so.6 就是动态库。gcc 在编译时默认使用动态库。完成了链接之后，gcc 就可以生成可执行文件。

gcc默认生成的二进制程序，是动态链接的。

Linux下，动态库为XXX.so，静态库为XXX.a
Windows下，动态库XXX.dll，静态库为XXX.lib

一般我们的云服务器，C/C++的静态库并没有安装，可以采用如下方法安装：

# Centos
yum install glibc-static libstdc++-static -y

gcc常用选项（了解）

• -E ：只激活预处理，这个不生成文件，你需要把它重定向到一个输出文件里面（-o）
• -S ：编译到汇编语言不进行汇编和链接
• -c ：编译到目标代码（不进行链接操作）
• -o ：输出到目标文件
• -static ：此选项对生成的文件采用静态链接
• -g ：生成调试信息。GNU 调试器可利用该信息
• -shared ：此选项将尽量使用动态库，所以生成文件比较小，但是需要系统存在动态库
• O0、O1、O2、O3 ：编译器优化的三个选项，-O0没有优化、O1是缺省值、O3优化级别最高
• -w ：不生成任何警告信息
• -Wall ：生成所有警告信息

最后

本篇关于编辑器vim的使用和理解gcc编译器到这里就结束了，其中还有很多细节值得我们去探究，需要我们不断地学习。如果本篇内容对你有帮助的话就给一波三连吧，对以上内容有异议或者需要补充的，欢迎大家来讨论！