Linux ： Linux环境开发工具vim / gcc / makefile / gdb / git的使用

Linux环境开发工具的使用

一、操作系统的生态
二、程序下载安装
- （一）程序安装方式
- [（二）包管理器 yum / apt 运行原理](#（二）包管理器 yum / apt 运行原理)
[三、文本编辑器 vim](#三、文本编辑器 vim)
- [（一）认识vim 下的操作模式](#（一）认识vim 下的操作模式)
- （二）命令模式常用的快捷键
- - 1、移动光标
  - 2、删除内容
  - 3、复制粘贴
  - [4、替换 / 撤销](#4、替换 / 撤销)
- （三）vim插件配置
[四、gcc 编译器的使用](#四、gcc 编译器的使用)
[五、makeflie 自动化构建](#五、makeflie 自动化构建)
[六、gdb 调试器](#六、gdb 调试器)
- [（一）release 和 debug](#（一）release 和 debug)
- [（二）gdb 的使用](#（二）gdb 的使用)
- （三）优化使用
[七、git 版本控制器](#七、git 版本控制器)
- （一）基本使用方法
- [（二）.gitignore 文件](#（二）.gitignore 文件)

一、操作系统的生态

学习linux，我们怎么衡量一个操作系统的好坏呢。操作系统的发展日新月异，过去的时间里诞生了很多操作系统。如今我们使用的centos, ubnutu或者像kali这样的操作系统都是大浪淘沙留下来的，都是基于linux开发。因此他们的差异不是来源于技术，而是来源于我们下面提到的生态。

操作系统本身的质量： 首先一个操作系统要想得到发行推广，其本身的质量是根本保障。
社区论坛： 如果一个操作系统是大公司使用，用户都是工程师、程序员，那么社区论坛肯定比较活跃，如果有问题上传论坛，就能及时的解答，因为别人在以后的工作中可能也会遇到。
官方文档： 可以及时解决当下可能遇到的问题。
更新速度： 一般来说，更新时间的快慢各有好处，更新的慢可以用来教学，更新的快可商用。

二、程序下载安装

（一）程序安装方式

在linux中，一般来说有三种安装应用的方式。

源代码：方式比较复制，可能需要配置文件或者需要其它的依赖程序。
rpm包：有时候需要其他的依赖程序
包管理器安装：我们常用的安装方式使用这种方式，它可以把依赖程序一起安装。

（二）包管理器 yum / apt 运行原理

1、运行原理：

在这个流程中出现几个问题

程序员为什么要主动开发： 一般来说有两类人会解决这个问题，首先就是"志愿者"纯粹的乐于助人，其次是操作系统的创造者，他们想要自己的操作系统有竞争力，就要不断地创作生产。
发布后为什么操作系统公司会去生成软件包： 为了保持自己公司的竞争力，不被淘汰。
上线后软件包用到的服务器谁提供： 市场中的大公司需求比较大的，他们会出钱提供服务器，一两万的服务器还不是手到擒来。
用到的软件包在国外怎么解决下载速度： 因为操作系统的公司在国外，而受到墙的约束下载速度就会很慢，此时国内的公司就会提供镜像站，本质是将软件包拷贝了一份在镜像站里面。

2、yum 源：

yum 源是指我们使用yum时获取程序的地址，下面的指令中便是CentOS存放软件源的路径。

在上面的yum源中，最核心的是CentOS-Base.repo，打开后可以发现它的地址，一般都是国内的镜像站。

软件包在刚上线时肯定是不稳定的，因此我们有扩展软件源，等到时间的检验后才会将它放在稳定软件源里面。

三、文本编辑器 vim

（一）认识vim 下的操作模式

在linux环境下，我们我们编写代码的工具是vim，这里我们经常使用的有三种模式分别是命令模式、插入模式和底行模式

命令模式
控制屏幕光标的移动，各种修改很多便捷方式。
插入模式
进行代码的编写，文本的修改。
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。

（二）命令模式常用的快捷键

1、移动光标

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」：移动到文章的最后
按「 $ 」：移动到光标所在行的"行尾"
按「^」：移动到光标所在行的"行首"
按「w」：光标跳到下个字的开头
按「e」：光标跳到下个字的字尾
按「b」：光标回到上个字的开头
按「#l」：光标移到该行的第#个位置，如：5l,56l
按［gg］：进入到文本开始
按［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

2、删除内容

「x」：每按一次，删除光标所在位置的一个字符
「#x」：例如，「6x」表示删除光标所在位置的"后面（包含自己在内）"6个字符
「X」：大写的X，每按一次，删除光标所在位置的"前面"一个字符
「#X」：例如，「20X」表示删除光标所在位置的"前面"20个字符
「dd」：删除光标所在行
「#dd」：从光标所在行开始删除#行

3、复制粘贴

「yw」：将光标所在之处到字尾的字符复制到缓冲区中。
「#yw」：复制#个字到缓冲区
「yy」：复制光标所在行到缓冲区。
「#yy」：例如，「6yy」表示拷贝从光标所在的该行"往下数"6行文字。
「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。

4、替换 / 撤销

「r」：替换光标所在处的字符。
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「R」：替换光标所到之处的字符，直到按下「ESC」键为止。撤销上一次操作
「u」：如果您误执行一个命令，可以马上按下「u」，回到上一个操作。按多次"u"可以执行多次回
复。
「ctrl + r」: 撤销的恢复

（三）vim插件配置

四、gcc 编译器的使用

（一）编译器的四个阶段

1、预处理：

预处理功能主要包括宏定义,文件包含,条件编译,去注释等。

通常情况下，条件编译的作用是是将应用划分成不同的版本。

2、编译：

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,在检查无误后,gcc 把代码翻译成汇编语言。

用户可以使用"-S"选项来进行查看,生成汇编代码。

3、汇编：

汇编阶段是把编译阶段生成文件转化为".s"的二进制目标代码。

二进制编译器 & 编译器的自举：

起初是没有汇编语言所写的编译器，后来通过编译器的自举生成汇编语言所写编辑器，那为什么后来的语言不分别来一个自举呢？因为汇编语言所写的就够用了，直接转换为汇编语言相当于站在巨人的肩膀上！

4、链接:

在成功编译之后,就进入了链接阶段，此时我们需要进行链接，直接使用gcc + XX.o。

（二）动态链接和静态链接

1、动态库和静态库

引入：

我们的C程序没有定义printf的函数实现,预处理中包含的stdio.h中也只有该函数的声明,而没有定义函数的实现，那么程序是怎么跑起来的？
答案是:

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,而这也就是链接的作用。

函数库分为两种，动态库和静态库。

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。其后缀名一般为.a.
动态库 由程序运行时，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.

2、动态链接和静态链接

动态链接：

在形成.o文件后，默认通过gcc动态链接动态库生成可执行程序，如果后面动态库被删除了，此时程序就不能执行。

观察我们生成的动态链接可执行程序，发现系统中确实存在这个动态链接库，链接时通过后面的地址找到相应的函数。

使用指令file可以发现这里用到的是动态链接。

静态链接：

在链接时加入-static那么链接时就是静态链接，此时得到的文件内存上远远大于动态链接，但是好处是程序和库分离，这意味着删除库文件程序还能跑。

此时再使用ldd发现程序已经不是动态程序。

五、makeflie 自动化构建

（一）基本概念

写makefile是具备完成大型工程的能力的基础，一个工程中的源文件不数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，makefile定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作makefile带来的好处就是自动化编译

make是一个命令工具，是一个解释makefile中指令的命令工具，makefile是一个文件，两个搭配使用，完成项目自动化构建

（二）使用方式

1、创建makefile语法

（1）依赖关系和依赖方法：

打开文件后第一行中是依赖关系，前者是需要生成的目标文件，后者是依赖文件，因此在依赖方法中会用后者生成前者。

当依赖关系只是一个目标文件的时候，它的作用类似一条指令。
（2）make执行方向：
make会自顶向下扫描，默认生成第一个目标文件，如果指定生成，使用make mytest也能够完成。
如果依赖文件不存在，那么makefile会自动向后面推导，他回去找生成依赖文件的其它语句，这个推导的过程类似一个栈。
（3）伪目标PHONY：

如果我们的文件在进行编译一次之后，后面如果没有修改过源代码，那么再次编译时就不会成功。这是因为如果我们要编译大批代码，如果我们只修改其中的一部分，如果重新编译时每一个代码都重新进行编译，速度就会很慢，因此系统的这个方式起到提高效率的作用。

如果我们在依赖关系的上面添加PHONY后，后面再次编译就能通过。

PHONY原理：系统通过判断源文件和可执行程序的修改时间，判断是否需要重新编译，而PHONY的作用是这个时间忽视。

ACM时间：

其中，当我们修改文件的内容后，它的文笔内容修改时间Modify和文本属性修改时间Change时间都会改变，因为改变文件后，通常会影响文件的属性，例如大小。

而Access时间指的是打开文件的时间，通常访问几次文件才做更改。

2、创建一个通用性更强的makefile

在前面的makefile的创建中，还是少了很多通用性，看不出明显的效率升级，下面我们创建的makefile可以编译当前目录的所有.c文件。

六、gdb 调试器

（一）release 和 debug

在我们使用gcc生成可执行程序时，可以生成两种版本的可执行程序。其中如果我们需要对代码进行调试或者测试，使用的是debug版本，因为gdb只能对这个版本进行调试。

观察这两个版本，可以发现debug内存信息相比于release较大

（二）gdb 的使用

在linux下编程本质和曾经在vs编程功能差不多，下面我们学习的一些指令其实对应了这些在vs调试的功能。

list / l （行号/函数名）: 显示源代码，接着上次的位置往下列，每次列10行
run / r： 运行程序。
next / n： 逐过程执行。
step / s： 逐语句执行。
break / b + （行号 / 函数名）： 在指定位置设置断点。
info break ： 查看断点信息。
finish： 跳出当前函数。
p 变量： 打印变量值。
set var： 修改变量的值。
continue / c： 跳跃到下一个断点位置。
delete breakpoints： 删除所有断点
delete breakpoints n： 删除序号为n的断点
disable breakpoints： 禁用断点
enable breakpoints： 启用断点

linux下的断点也是可以禁用的，禁用后使用continue将不会在断点处停下来。

其中，Enb指的就是断点是否被启用。

display 变量名：跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值
undisplay： 取消对先前设置的那些变量的跟踪
until X行号： 跳至X行
breaktrace(或bt)： 查看各级函数调用及参数
info / i + locals： 查看当前栈帧局部变量的值
quit： 退出gdb

（三）优化使用

使用gdb还是有点不太友好，有没有简单好用一点的gdb推荐一下呢？有的兄弟！有的！使用cgdb可以使得我们在查看代码页面的同时还能看到我们调试命令栏。

七、git 版本控制器

git是一个去中心化，分布式的版本控制器。它既是一个本地windows下的软件，也是一个linux下的服务器。使用git,可以使得我们达到团队协作开发的效果，同时也可以使得数据更加安全不易丢失。

git在提交时，只会提交更改的部分，他会用字符串记录下更改操作，后续想要撤销直接对字符串操作即可。

（一）基本使用方法

git clone：

将我们建立在git的仓库克隆到本地，我们可以在本地对仓库进行修改。

这样以来，本地就创建了这样一个文件夹test_bank
git add:

在本地做出修改之后，我们需要使用git add将修改的文件添加到缓冲区，此时还没有完成提交。

可以看到，我们在使用git add之后，再使用命令git status发现文件被滞留在了一个缓冲区的位置.
git commit:

使用git commit才是彻底的完成了提交，此时我们在本地提交已经完成。

这里一定要有-m选项并介绍一下修改的内容，这样别人才能知道你干了什么，在团队协作时尤其重要。
git push:

将远程和本地进行同步，此时远程仓库将会做出对应的修改。

在完成最后一步后，远程仓库才能正式的同步到我们本地的仓库。
git pull：

在多人协助开发时，可能我们的远程仓库已经被别人修改了，我们在提交时需要进行git pull同步一下远程仓库，再决定要不要提交修改。