Linux下C++开发

Linux下C++开发

Linux 系统介绍

简介

  1. Linux属于多用户多任务操作系统,而Windows属于单用户多任务操作系统
  2. Linux一切皆文件
  3. 目录结构
    • bin 存储二进制可执行文件
    • dev 存放的是外接设备,例如磁盘,光盘等。在其中的外接设备是不能直接被使用的,需要挂载
    • etc 主要存储一些配置文件
    • home 表示除了root用户以外,其它用户的家目录,类似于Windows下的User/用户目录
    • proc 全称process,表示进程,该目录存储的是Linux运行时候的进程
    • root 该目录是root用户自己的家目录
    • sbin 全称super binary,该目录也存储一些可被执行的二进制文件,但必须得有super权限的用户才能执行
    • tmp 当系统运行时候产生的临时文件会存放在这个目录
    • usr 存放的是用户自己安装的软件。类似于Windows下的program files
    • var 该目录存放程序/系统日志文件
    • mnt 当外接设备需要挂载的时候,就需要挂载在mnt目录下

常用命令

  1. time ./hello 测试hello程序执行的时间
  2. ls -lah /home ./ 以列表形式显示多个目录,-h表示以可读性较高的形式显示
  3. mkdir -p a/b/c 表示一次性创建多层不存在的目录
  4. mkdir a b c 创建多个目录
  5. man 全称an interface to the system reference manuals
    • 作用 :包含了Linux中全部命令手册
    • man man 查看man命令的手册
    • man ls 查看ls命令的手册
  6. reboot 立即重启
  7. shutdown -h now 立即关机
  8. gedit a.txt 用可视化文本编辑器打开a.txt

常用快捷键

  1. ctrl+l 清屏
  2. ctrl+c 退出当前行
  3. ctrl+w 删除当前行一个单词
  4. ctrl+shift+'+' 放大TerminalUbuntu
  5. ctrl+'-' 缩小TerminalUbuntu
  6. ctrl+'+' 放大TerminalMingw64
  7. ctrl+'-' 缩小TerminalMingw64
  8. ctrl+alt+t 开启Terminal

安装常用软件

  1. sudo apt update 安装软件前,最好更新软件库
  2. sudo apt install tree 安装可以以树形方式浏览多层目录
  3. sudo apt install build-essential gdb 安装好gcc,g++,gdb
    • 查看是否安装成功:
      • gcc --version
      • g++ --version
      • gdb --version
  4. sudo apt install cmake 安装cmake
  5. sudo apt install libboost-dev 安装boost

开发环境搭建

GCC编译器

- 编译过程

  1. 预处理-Pre-Processing // .i文件

    bash 复制代码
    # -E 选项指示编译器仅对输入文件进行预处理
    g++ -E test.cpp -o test.i    // .i文件
  2. 编译-Compiling // .s文件

    bash 复制代码
    # -S 选项告诉g++在为C++代码产生了汇编语言文件后停止编译
    # g++ 产生的汇编语言的默认扩展名为 .s
    g++ -S test.i -o test.s
  3. 汇编-Assembling // .o文件

    bash 复制代码
    # -c 选项告诉g++仅把源代码编译为机器语言的目标代码
    # 默认情况下,g++建立的目标文件有一个 .o 的扩展名
    g++ -c test.s -o test.o
  4. 链接-Linking // bin文件

    bash 复制代码
    # -o 选项指定将来的可执行文件的文件名
    g++ test.o -o test

- g++重要的编译参数

  1. -g 编译带调试信息的可执行文件

    bash 复制代码
    # -g 选项告诉GCC产生能被GNU调试器GDB使用的调试信息,以调试程序
    g++ -g test.cpp
  2. -O[n] 优化源代码

    bash 复制代码
    # -O0 表示不做优化
    # -Og 表示不做优化 【有些g++版本不支持】
    # -O1 为默认优化
    # -O2 除了完成-O1的优化之外,还进行一些额外的调整工作,如指令调整等
    # -O3 包括循环展开和其它一些与处理特性相关的优化工作
    g++ -O2 test.cpp
  3. -l 和 -L 指定库文件 | 指定库文件路径

    bash 复制代码
    # -l参数(小写) 指定程序要链接的库名
    # 在/lib和/usr/lib和/usr/local/lib里的库直接用-l参数就能链接
    g++ -glog test.cpp
    
    # 如果库文件没有放在/lib和/usr/lib和/usr/local/lib,需要使用-L参数(大写)指定库文件所在的目录
    g++ -L/home/balingshang/mylibfolder -lmylib test.cpp
  4. -I 指定头文件搜索目录

    bash 复制代码
    # /usr/include目录一般不需要指定,g++知道去那里找
    # 其它目录需要自己指定
    g++ -I/myinclude test.cpp
  5. -Wall 打印警告信息s

    bash 复制代码
    g++ -Wall test.cpp
  6. -w 关闭警告信息

    bash 复制代码
    g++ -w test.cpp
  7. -std=c++11 设置编译标砖

    bash 复制代码
    # 使用 c++11 标准编译 test.cpp
    g++ -std=c++11 test.cpp
  8. -o 指定输出文件名

    bash 复制代码
    g++ test.cpp -o test
  9. -D 定义宏

    bash 复制代码
    # 在使用gcc/g++编译的时候定义宏
    
    # 常用场景:
    # -DDEBUG定义DEBUG宏,可能文中有DEBUG宏部分的相关信息,用-DDEBUG来选择开启或者关闭DEBUG
    c++ 复制代码
    #include <iostream>
    int main(int argc, char** argv)
    {
    #ifdef DEBUG
        std::cout << "In Debug" << std::endl;
    #else
        std::cout << "Not In Debug" << std::endl;
    #endif
    }
    // 1. 在编译的时候,使用 g++ -DDEBUG main.cpp
    // 2. 输出:In Debug
  10. man g++ 查看其它编译选项

    bash 复制代码
    man g++

- 生成静态链接库

  1. g++ -c mylib.cpp

  2. ar rs libmylib.a mylib.o

  3. 使用

    bash 复制代码
    g++ main.cpp -lmylib -Lmylibfolder -Iinclude -o main

- 生成动态链接库

  1. g++ swap.cpp -Iinclude -fPIC -shared -o libswap.so

  2. g++ main.cpp -lswap -Lmysharedlibfolder -Iinclude -o dynamic_main

  3. 使用

    bash 复制代码
    LD_LIBRARY_PATH=mysharedlibfolder ./dynamic_main

GDB调试器

- 常用调试命令参数

开始调试:执行gdb [exefilename],进入gdb调试程序,其中exefilename为要调试的可执行文件名

bash 复制代码
## 以下命令后括号内为命令的简化使用,比如run(r),直接输入r就代表命令run

$(gdb)help(h) # 查看命令帮助,如:help set

$(gdb)run(r)  # 重新开始运行(run-text:加载文本文件,run-bin:加载二进制文件),如果没有加断点,程序就直接运行结束了

$(gdb)start   # 单步执行,运行程序,停在第一行执行语句 

$(gdb)list(l) # 查看源代码(list-n,从第n行开始查看代码。list+函数名:查看具体函数)

$(gdb)set     # 设置变量的值

$(gdb)next(n) # 单步调试(逐过程,函数直接执行)

$(gdb)step(s) # 单步调试(逐语句:跳入自定义函数内部执行)

$(gdb)backtrace(bt) # 查看函数调用的栈帧和层级关系

$(gdb)frame(f) # 切换函数的栈帧

$(gdb)info(i)  # 查看函数内部局部变量的数值

$(gdb)finish   # 结束当前函数,返回到函数调用点

$(gdb)continue(c) # 继续运行,相当于F5

$(gdb)print(p) # 打印值及地址

$(gdb)quit(q) # 退出gdb
bash 复制代码
$(gdb)break(b)+num     # 在第num行设置断点

$(gdb)info breakpoints # 查看当前设置的所有断点

$(gdb)delete(d) breakpoints num # 删除第num个断点

$(gdb)display          # 追踪查看具体变量值

$(gdb)undisplay        # 取消追踪查看变量

$(gdb)watch            # 被设置观察点的变量发生修改时,打印显示

$(gdb)i watch          # 显示观察点

$(gdb)enable breakpoints  # 启用断点

$(gdb)disable breakpoints # 禁用断点

$(gdb)x                # 查看内存 x/20xw 显示20个单元,16进制,每个单元4字节

$(gdb)run argv[1] argv[2] # 调试时命令行传参

$(gdb)set follow-fork-mode child # Makefile项目管理:选择跟踪父子进程(fork())

Tips:

  1. 编译时加上-g,才能用gdb进行调试
  2. 回车键:重复上一命令

- 调试流程

  • 方法1

    • gdb myexe
    • b 13
    • run
    • 调试会在第13行停住
  • 方法2

    • gdb myexe
      • gdb myexe -p pid
        • continue ©
    • set args conf/gs_conf1.xml # 设置参数
    • show args # 显示参数
    • start
    • 调试会停在第1行
  • 方法3

    • gdb --args test
    • break main
    • run

VSCode

- 安装

直接在Ubuntu软件中心下载即可,因为vscodeUbuntu中是首推软件

- 工程(文件夹)

打开工程(文件夹)

  • 控制台进入工程目录,然后输入 code . 把当前目录作为工程打开

关闭工程(文件夹)

  • File->Close Folder

- 界面布局

  1. 菜单栏
    • File->Preferences 一些偏好设置
    • View->Show Minimap 右侧打开预览缩略图
    • View->Editor Layout 分屏操作
    • Go->Go to File... 打开搜索文件面板
    • Go->Go to Symbol in Workspace... 打开在工程搜索符号面板
    • Terminal->New Terminal 打开一个命令终端
    • Terminal->Split Terminal 把打开的命令终端,再分一个屏出来
      • 点击垃圾箱按钮就可以把其中一个终端关闭
    • Help->Welcome 打开Welcome界面,在Welcom面板,你可以找到最近打开的工程
  2. 侧边栏
  • Explorer
    • OPENEDITORS 展示当前打开了哪些文件
    • XXX 打开的文件夹名字,以大写字母形式展示
    • OUTLINE 展示当前打开文件的大纲,比如有哪些类,每个类有哪些成员
    • TIMELINE 当你的仓库是用git来管理的时候,可以展示一些修改的记录
  • Search
    • 在整个文件夹中整体查找
  • Source Control
    • git进行代码管理
    • 可以查看更改,丢弃更改
  • Run and Debug
  • Extensions
    • 可以搜索插件
    • INSTALLED 已经安装了哪些插件
    • POPULAR 有哪些流行的插件
    • RECOMMENDED 有哪些推荐的插件给你
  1. 编辑区
  • 编辑代码
  1. 状态栏
  • 光标当前所在行和列
  • 空格是多少个字符
  • UTF8编码
  • LF 行尾只有换行符,这是在Linux环境下
  • C++ 表示你当前的编辑语言是C++
  • Linux 表示我们当前的系统是Linux

- 安装插件

  • C/C++ Microsoft出品
  • CMake twxs出品
  • CMake Tools Microsoft出品

- 快捷键

常用快捷键

  1. ctrl+shift+p 打开命名面板
  2. ctrl+p 打开搜索文件面板
    • 直接输入文件名,跳转到文件
    • ? 列出当前可执行的动作
    • ! 显示ErrorsWarnings,也可以ctrl+shift+m
    • : 跳转到行数,也可以ctrl+g直接进入
    • @ 跳转到symbol(搜索变量或者函数),也可以ctrl+shift+o直接进入
    • @: 根据分类跳转到symbol,查找变量或者函数,也可以ctrl+shift+o后输入:进入
    • # 根据名字查找symbol,也可以ctrl+t
  3. ctrl+t 打开在工程搜索符号面板
  4. ctrl+反点 打开终端
  5. ctrl+b 关闭/打开 侧边栏
  6. ctrl+w 关闭当前文件
  7. alt+上下箭头 当前行上下移动
  8. F2 变量统一重命名,类似于重构变量命名
  9. F12 转到定义处

快捷键:编辑器与窗口管理

  1. 打开一个新窗口:ctrl+shift+n
  2. 关闭窗口:ctrl+shift+w
  3. 新建文件:ctrl+n
  4. 切换出一个新的编辑器(最多3个):ctrl+\ (也可以按住ctrl,然后点击Explorer里的文件名)
  5. 左中右3个编辑器的快捷键:ctrl+1 ctrl+2 ctrl+3

快捷键:代码编辑相关

  1. 代码格式化:shift+alt+f,或crtl+shift+p后输入format xxx
  2. 向上向下复制一行:shift+alt+upshift+alt+down
  3. 列选择:shift+alt+鼠标选择

快捷键:光标相关

  1. 定义处缩略图:只看一眼而不跳转过去alt+f12
  2. 同时选中所有匹配:ctrl+shift+l

快捷键:重构代码

  1. 找到所有的引用:shift+f12
  2. 跳转到下一个ErrorWarning:当有多个错误时可按f8逐个跳转

快捷键:查找替换

  1. 查找:ctrl+f
  2. 查找替换:ctrl+h
  3. 整个文件夹中查找:ctrl+shift+h

快捷键:显示相关

  1. 全屏:f11
  2. ZoomIn/ZommOut:ctrl +/-

- 调试

launch.json

创建launch.json
  1. 点击Run and Debug图标,快捷键是ctrl+shift+d
  2. 点击creae a launch.json 超链接
  3. 点击C++(GDB/LLDB)
  4. launch.json生成在.vscode目录下
修改launch.json文件
  1. 修改program${workspaceFolder}/build/mycmakeexe
  2. 加入"preLaunchTask": "Build"
  3. 加入"miDebuggerPath": "/usr/bin/gdb",如果gdb可以默认找到,就不需要配置

tasks.json

创建tasks.json
  1. 点击Terminal
  2. 点击Configure Default Build Task...
  3. 点击Create tasks.json file from template
  4. 点击Others
修改tasks.json
  1. 删除自动生成的的tasks.json文件

  2. 输入如下内容:

    bash 复制代码
    {
        "version": "2.0.0",
        "options": {
            "cwd": "${workspaceFolder}/build"
        },
        "tasks": [
             {
                 "type": "shell",
                 "label": "cmake",
                 "command": "cmake",
                 "args": [
                     ".."
                 ]
             },
             {
                 "label": "make",
                 "group": {
                     "kind": "build",
                     "isDefault": true
                 },
                 "command": "make",
                 "args": [
                 
                 ]
             },
             {
                 "label": "Build",
                 "dependsOrder": "sequence",
                 "dependsOn": [
                     "cmake",
                     "make"
                 ]
             }
        ]
    }

- 集成Git

安装Git

  1. sudo apt update
  2. sudo apt install git
  3. git config --global user.name "xxx"
  4. git config --global user.email "xxx@qq.com"
  5. git config --list 检查是否配置完成

CMake

- 语法特性介绍

  • 基本语法格式:指令(参数1 参数2...)

    • 参数使用圆括弧括起
    • 参数之间使用空格分号分开
  • 指令是大小写无关的,参数和变量是大小写相关的

    bash 复制代码
    set(HELLO hello.cpp)
    add_executable(hello main.cpp hello.cpp)
    ADD_EXECUTABLE(hello main.cpp ${HELLO})
  • **变量使用${}方式取值,但是在IF控制语句是直接使用变量名

- 重要指令和常用变量

重要指令(大小写无关)

  • cmake_minimum_required-指定CMake的最小版本要求

    • 语法:cmake_minimum_required(VERSION versionNumber [FATAL_ERROR])

      bash 复制代码
      # CMake最小版本要求为3.0
      cmake_minimum_required(VERSION 3.0)
  • project-定义工程名称,并可指定工程支持的语言

    • 语法:project(projectname [CXX] [C] [Java])

      bash 复制代码
      # 指定工程为`HELLOWORLD`
      project(HELLOWORLD)
  • set-显式的定义变量

    • 语法:set(VAR [VALUE] [CACHE TYPE DOCSTRING [FORCE]])

      bash 复制代码
      # 定义SRC变量,其值为main.cpp hello.cpp
      set(SRC main.cpp hello.cpp)
  • include_directories-向工程添加多个特定的头文件搜索路径

    • 相当于指定g++编译器的-I参数

    • 语法:include_directories[[AFTER|BEFORE] [SYSTEM] dir1 dir2...]

      bash 复制代码
      # 将/usr/include/myincludefolder 和 ./include 添加到头文件搜索路径
      include_directories(/usr/include/myincludefolder ./include)
  • link_directories-向工程添加多个特定的库文件搜索路径

    • 相当于指定g++编译器的-L参数

    • 语法:link_directories(dir1 dir2...)

      bash 复制代码
      # 将/usr/lib/mylibfolder 和 ./lib 添加到库文件搜索路径
      link_directories(/usr/lib/mylibfolder ./lib)
  • add_library-生成库文件

    • 语法:add_library(libname [SHARED|STATIC|MODULE] [EXCLUDE_FROM_ALL] source1 source2 ... sourceN)

      bash 复制代码
      # 通过变量 SRC 生成 libhello.so 共享库
      add_library(hello SHARED ${SRC})
  • add_compile_options-添加编译参数

    • 语法:add_compile_options(...)

      bash 复制代码
      # 添加编译参数
      add_compile_options(-Wall -std=c++11 -O2)
  • add_executable-生成可执行文件

    • 语法:add_executable(exename source1 source2...sourceN)

      bash 复制代码
      # 编译main.cpp生成可执行文件
      add_executable(main main.cpp)
  • target_link_libraries-为target添加需要链接的共享库

    • 等同于g++编译器的-l参数
    • 语法:target_link_libraries(target library1<debug|optimized> library2...)
    bash 复制代码
    # 将hello动态库链接到可执行文件main
    target_link_library(main hello)
  • add_subdirectory-向当前工程添加存放源文件的子目录,并可以指定中间二进制和目标二进制存放的位置

    • 语法:add_subdirectory(source_dir [binary_dir] [EXCLUDE_FROM_ALL])

      bash 复制代码
      # 添加src子目录,src中需有一个CMakeLists.txt
      add_subdirctory(src)
  • aux_source_directory-发现一个目录下所有的源代码文件并将列表存储在一个变量中,这个指令临时被用来自动构建源文件列表

    • 语法:aux_source_directory(dir VARIABLE)

      bash 复制代码
      # 定义SRC变量,其值为当前目录下所有的源代码文件
      aux_source_directory(. SRC)
      # 编译SRC变量所代表的源代码文件,生成main可执行文件
      add_executable(main ${SRC})

常用变量

  • CMAKE_C_FLAGS gcc编译选项

  • CMAKE_CXX_FLAGS g++编译选项

    bash 复制代码
    # 在CMAKE_CXX_FLAGS编译选项后追加-std=c++11
    set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -std=c++11")
  • CMAKE_BUILD_TYPE 编译类型(Debug,Release)

    bash 复制代码
    # 设定编译类型为Debug,调试时需要选择Debug
    set(CMAKE_BUILD_TYPE Debug)
    # 设定编译类型为Release,发布时需要选择Release
    set(CMAKE_BUILD_TYPE Release)
  • 二进制目录

    • CMAKE_BINARY_DIR
    • PROJECT_BINARY_DIR
    • <projectname>_BINARY_DIR
      • 这三个变量指代的内容是一致的
      • 如果是in source build,指的就是工程顶层目录
      • 如果是out of source编译,指的是工程编译发生的目录
      • PROJECT_BINARY_DIR 跟其它两个稍有区别,不过现在,你可以理解为他们是一致的
  • 源代码目录

    • CMAKE_SOURCE_DIR
    • PROJECT_SOURCE_DIR
    • <projectname>_SOURCE_DIR
      • 这三个变量指代的内容是一致的,不论采用何种编译方式都是工程顶层目录
      • 也就是在in source build时,它跟CMAKE_BINARY_DIR等变量一致
      • PROJECT_SOURCE_DIR 跟其它两个稍有区别,不过现在,你可以理解为他们是一致的
  • CMAKE_C_COMPILER:指定C编译器

  • CMAKE_CXX_COMPILER:指定C++编译器

  • EXECUTABLE_OUTPUT_PATH:可执行文件输出的存放路径

  • LIBRARY_OUTPUT_PATH:库文件输出的存放路径

- CMake编译工程

CMake目录结构:项目主目录存放一个CMakeLists.txt文件

两种方式设置编译规则:

  1. 包含源文件的子文件夹包含 CMakeLists.txt文件,主目录的CMakeLists.txt通过add_subdirectory添加子目录即可
  2. 包含源文件的子文件夹未包含 CMakeLists.txt文件,子目录编译规则体现在主目录的CMakeLists.txt

编译流程

在Linux平台下使用CMake构建C/C++工程的流程如下:

  • 手动编写CMakeLists.txt
  • 执行命令cmake PATH生成MakefilePATH是顶层CMakeLists.txt所在的目录)
  • 执行命令make进行编译

两种构建方式

  • 内部构建(in-source build):不推荐使用

    内部构建会在同级目录下产生一大堆中间文件,这些中间文件并不是我们最终所需要的,和工程源文件放一起会显得杂乱无章

    bash 复制代码
    ## 内部构建
    
    # 在当前目录下,编译本目录的CMakeLists.txt,生成Makefile和其他文件
    cmake .
    # 执行make命令,生成target
    make
  • 外部构建(in-source build):推荐使用

    将编译输出文件与源文件放到不同的目录中

    bash 复制代码
    ## 外部构建
    
    # 1. 在当前目录下,创建build文件夹
    mkdir build
    # 2. 进入build文件夹
    cd build
    # 3. 编译上级目录的CMakeLists.txt,生成Makefile和其它文件
    cmake ..
    # 4. 执行make命令

- CMake示例

  • 示例一

    bash 复制代码
    ## 目录结构:include/swap.h src/swap.cpp main.cpp build/
    
    # CMakeLists.txt
    cmake_minimum_required(VERSION 3.0)
    project(SWAP)
    include_directories(include)
    # 或者:include_directories(${CMAKE_SOURCE_DIR}/include)
    set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -g -O2 -Wall")
    # 或者:set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -Wall")
    #       set(CMAKE_BUILD_TYPE Debug)
    add_executable(main_cmake main.cpp src/swap.cpp)
    
    # 执行
    cd build
    cmake ..
    make
    ./main_cmake

安装SSH

  • sudo apt-get install openssh-server
  • 检查有没有启动:sudo ps -ef | grep ssh
    • 如果没有启动:sudo service ssh start
  • 开机启动ssh:sudo systemctl enable ssh

xshell连接本地的wsl2

延申阅读

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