Linux 基本工具详解

💰 软件开发的商业动机

• 盈利模式：VIP服务、广告投放、生态建设

• 开源战略：非完全免费，而是长期商业策略

• 生态价值：成熟的生态系统吸引更多用户和开发者

开源软件通过提供免费基础功能来建立用户基础，然后通过企业版、技术支持、云服务等方式实现商业化盈利。

就像商场提供免费的休息区和WiFi，吸引客流后再通过店铺销售盈利

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📦 Linux 软件安装方式

方式	优点	缺点	推荐度
源代码安装	完全自定义	依赖复杂，容易出错	⭐
rpm 安装	预编译，快速	需手动解决依赖关系	⭐⭐
yum 安装	自动解决依赖，统一管理	需要网络连接	⭐⭐⭐

yum 就像 Linux 的应用商店，让安装软件变得简单快捷。

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🔍 yum 工作机制

yum 如何实现精确下载？

核心原理：yum 内置了"软件地图"，包含：

• 所有软件的精确下载地址

• 软件之间的依赖关系

• 版本信息和完整性校验

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镜像加速机制

问题：yum 官方仓库在国外，下载慢且不稳定

解决方案：国内镜像服务器

• 系统已预配置国内镜像源

• 定期同步官方仓库

• 提供高速稳定的下载

客户端 (yum) → 软件仓库 (repository)
                  ↓ ← 网络
              镜像服务器 (国内加速)

yum 就像是Linux系统的应用商店

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开源生态的智慧

为什么有人为免费系统开发软件？

答案：Linux用户主要是程序员和企业，具有更高商业价值

开源商业模式：

• 免费基础版 + 收费企业版

• 技术支持和服务收费

• 云服务和培训认证

生态重要性：

选择操作系统时，软件生态比个人习惯更重要

因此开发者会积极建设生态来吸引用户

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软件源类型

• 官方源 (base-repo)：系统默认提供（应用商店下载）

• 扩展源 (epel-release)：额外软件包（浏览器下载）

yum install -y epel-release # 安装扩展源

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### yum 指令详解

#### **常用操作**

  - `list`：查看软件列表

  - `install`：安装软件

  - `remove`：卸载软件

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#### 常用选项

  - `-y`：

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#### 操作示例

```Shell
# 查看软件库
yum list

# 搜索软件
yum list | grep [软件名]

# 安装软件
yum install [软件名.版本号]

# 卸载软件  
yum remove [软件名.版本号]

# 查看已安装
yum list installed

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实用软件示例

使用rzsz实现 Linux 与 Windows 文件互传

# 安装 rz/sz（CentOS/RedHat）
yum install lrzsz

# 从 Windows 上传文件到 Linux
rz

# 从 Linux 下载文件到 Windows
sz [文件名]

小贴士：rz/sz 是通过终端进行文件传输的简单工具，适合小文件传输。对于大文件或图形界面环境，可以考虑使用 SFTP 或共享文件夹等方式。

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趣味软件示例

yum install -y sl      # 蒸汽机车动画

yum install -y cowsay  # 会说话的牛

软件的安装需要 root权限：

• 使用 root身份安装

• 使用 sudo（下面会讲如何将普通用户添加进白名单）

在Linux中，我们怎么知道需要安装那些软件呢？无他，唯手熟尔！

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✏️ 文本编辑器 Vim

vim有一定学习门槛，是一款十分优雅的编辑器，会了vim，其它文本编辑器就是手到擒来

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多模式设计哲学

Vim 让我们的手不用离开键盘就能完成一系列文本编辑操作

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命令模式操作

1. 光标导航

gg           " 跳到文件开头
G            " 跳到文件末尾
nG           " 跳到第n行
^            " 跳到行首
$            " 跳到行尾

nw/b         " 向前/后移动n个单词（可跨行）
nh/j/k/l     " 向左/下/上/右移动n个字符

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2. 文本操作

nyy          " 复制n行
np           " 粘贴n次  
ndd          " 删除n行

nr           " 替换光标后n个字符
R            " 批量替换

n~           " 改变光标后n个字符大小写
nx           " 删除光标后n个字符

u            " 撤销
Ctrl+r       " 重做（撤销之前的撤销操作）

*            " 查询光标处匹配项

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3. 多文件编辑

:vs filename    " 垂直分屏打开文件
Ctrl+ww         " 切换工作窗口

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底行模式操作

:wq!           " 强制保存退出
:set nu        " 显示行号
:set nonu      " 隐藏行号

:/keyword      " 搜索关键词

:!gcc file.c   " 编译文件
:!./a.out      " 运行程序

说明 ：底行模式下指令开头/结尾 !表述强制执行

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查看二进制文件

vim -d [文件名]

在 vim 底行模式下输入：%!xxd

补充：文本编辑器查看二进制文件乱码，是因为它默认将二进制序列依据ASCII码翻译成了文本信息

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Vim 配置

• 配置文件位置： ~/.vimrc（没有可以自行创建）

• 个性化配置不会影响其他用户

• 推荐使用现成配置方案快速搭建环境

# 将以下指令粘贴到Linux系统执行，就能一键完成Vim配置
curl -sLf https://gitee.com/HGtz2222/VimForCpp/raw/master/install.sh -o ./install.sh && bash ./install.sh

**注意：**尽量不要用root身份进行配置操作，保持默认配置更安全。

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🔐 权限管理 sudo

在了解sudo指令之前，我们一些的操作都要切换到root身份进行，非常的麻烦

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权限控制模型

普通的用户 → 保安检查 → 权限判断
白名单用户 → 直接放行
黑名单用户 → 直接拒绝

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sudo 白名单配置方法

普通用户无法使用sudo，是因为没有访问/etc/sudoers文件的权限，但root又不可能直接修改配置文件本身的访问权限，这样相当于完全放权了（谁都能sudo），不是给自己挖坑吗？

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1. 切换到 root 用户

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2. 编辑/etc/sudoers文件

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3. 添加白名单用户（大约在第100行左右）

说明：这样任何一个普通用户，想要进入白名单就必须经过管理员同意

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🔧 编译器 GCC/G++

编译流程四阶段

源文件 → 预处理 → 编译 → 汇编 → 链接
           ↓      ↓       ↓     ↓
        .i文件  .s文件  .o文件  可执行文件

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1. 预处理

gcc -E hello.c -o hello.i

• 头文件展开 ：#include内容插入

• 宏替换：简单文本替换，无类型检查

• 条件编译：平台适配、功能裁剪

• 去注释：删除所有注释内容

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2. 编译

gcc -S hello.i -o hello.s

• C代码 → 汇编代码

• 语法分析和优化

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3. 汇编

gcc -c hello.s -o hello.o

• 汇编代码 → 机器码

• 生成目标文件

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4. 链接

gcc hello.o -o hello

• 组合目标文件和库文件

• 解析外部引用

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为什么需要库？

• 避免重复造轮子

• 提供标准功能实现

• 保护源代码

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动态链接 vs 静态链接

动态链接（共享库）

小故事理解：你考上高中但学校禁网，学长告诉你网吧位置。当你想上网时就去网吧，其他同学也可以去同一家网吧。

特点：

• 运行时加载，多个程序共享

• 节省磁盘、内存资源

• 库文件缺失会影响所有依赖程序

静态链接

小故事续集：网吧被查封后，你在学长开的二手电脑店买了电脑，从此在家就能上网，不再依赖网吧。

特点：

• 编译时嵌入，独立执行
• 程序独立运行，不依赖外部库
• 体积较大，占用更多资源

类型	Linux	Windows	特点
动态库	.so	.dll	1. 运行时加载，多个程序共享

2. 节省磁盘、内存资源
3. 库文件缺失会影响所有依赖程序|
   |静态库|.a|.lib|编译时嵌入，独立执行|

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生动的库链接比喻

动态链接：

你想上网，但学校不让带电脑。学长告诉你："学校旁边有网吧"。你需要上网时就去网吧，多个同学可以共享同一个网吧。如果网吧关门了，大家都上不了网。

静态链接：

网吧关门后，你从二手市场买了台电脑放在宿舍。现在你可以随时上网，不依赖外部环境，但需要自己维护电脑。

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编译器选择

• gcc：C语言程序，链接C标准库

• g++：C++程序，链接C++标准库（兼容C）

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编译选项

# 记忆技巧：ESC对应gcc选项
gcc -E test.c               # 只预处理
gcc -S test.c               # 编译到汇编
gcc -c test.c               # 编译到目标文件

gcc test.c -o test          # 生成可执行文件
gcc test.c -o test -static  # 静态链接
gcc test.c -o test -g       # 生成调试版本

file test                   # 查看可执行文件信息

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🐛调试器 GDB

Debug vs Release 版本

# 生成可调试版本：
gcc -g test.c -o test

# 检查是否包含调试信息：
readelf -S test | grep -i debug

注意：gcc默认编译生成的是release版本，无法直接调试

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GDB 基本使用

gdb test          # 启动调试
l                 # 查看代码(list)
b n               # 在第n行设置断点(break)
b main            # 在main函数设置断点
info b            # 查看所有断点
d n               # 删除n号断点(delete)

r                 # 运行程序(run)
s                 # 单步进入(step into)
n                 # 单步跳过(step over)
c                 # 继续运行(continue)

p variable        # 打印变量值(print)
display variable  # 持续监视变量
undisplay 1       # 取消监视

finish            # 运行到当前函数返回
until n           # 运行到第n行

q                 # 退出调试(quit)

注意：gdb会记住你上次操作，下次直接回车表示默认执行上次的指令

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调试策略选择

调试不是唯一选择：

• 🖨️ 打印调试 ：简单问题用 printf

• 👀 代码审查：仔细阅读代码逻辑

• 🔧 工具调试：复杂问题用 GDB

就像修车：小问题自己看看，大问题才用专业工具

所以不管黑猫白猫，能抓到老鼠的就是好猫，不要觉得自己的方法习惯就是不入流的

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🛠️ 项目自动化构建 Makefile

什么是 Makefile？

make是命令，Makefile是配置文件，两者配合实现项目自动化构建。

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基本语法

目标文件: 依赖文件
[TAB]依赖方法

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简单的 Makefile 示例

# 构建可执行程序
mytest: test.c
	gcc -o mytest test.c

# 清理生成的文件  
clean:
	rm -f mytest

# 伪目标，不生成实际文件
.PHONY: clean

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理解依赖关系

儿子: 妈妈
[TAB]说："妈，我没钱了"

• 儿子: 妈妈 → 依赖关系

• 要钱 → 依赖方法

说明：依赖方法需要建立在依赖关系的基础之上，仅有依赖关系，而没有依赖方法是没意义的

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Makefile 高级特性

# 使用特殊符号
test: test.c
	$(CC) $(CFLAGS) -o $@ $^

clean:
	rm -f test

.PHONY: clean

符号说明：

• $@：代表目标文件

• $^：代表所有依赖文件

• @命令：执行但不回显具体指令内容

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Make 的智能机制

为什么不能连续 make？

• Make 会比较文件时间戳

• 如果源文件比目标文件新，才重新编译

• 避免不必要的重复编译，从而提高编译效率

stat [文件名]    # 查看文件时间戳
# Access: 最后访问时间
# Modify: 内容修改时间  
# Change: 属性修改时间

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