Linux 基础开发工具详解（Yum, Vim, GCC, Make, GDB, Git）

一、软件包管理器：yum/apt

什么是软件包管理器？

这是一个运行在你服务器上的工具，它负责帮你去服务器上查找、下载、安装、卸载软件，并自动解决依赖问题。就类似于手机上的**"App Store"。**

常见的包管理器：

CentOS/RedHat/Fedora 生态 ：主要使用 yum 。
Ubuntu/Debian 生态 ：主要使用 apt 。

1.1 核心操作三板斧

在日常开发中，我们最常用的就是查找、安装和卸载。这里以 lrzsz 工具（一个用于在 Windows 和 Linux 间通过终端传输文件的工具）为例演示。

注意：安装和卸载操作涉及系统目录的修改，通常需要 root 权限或使用 sudo 提权。且 yum 在同一时刻只能允许一个安装进程运行。

查找软件包

当我们不知道软件的确切名称时，可以进行搜索。

CentOS (yum):

bash 复制代码

# 列出所有包含 lrzsz 关键字的包
[she@VM-0-15-centos test]$ yum list | grep lrzsz

其中 yum list 的作用是罗列出可供下载的全部软件。

说明一下：

1）软件包名称：主版本号.次版本号.源程序发行号-软件包的发行号.主机平台.cpu架构。

2）"x86_64"后缀表示64位系统的安装包，"i686"后缀表示32位系统安装包，选择包时要和系统匹配。

3）"el7"表示操作系统发行版的版本，"el7"表示的是"centos7/redhat7"，"el6"表示"centos6/redhat6"。

4）最后一列表示的是"软件源"的名称，类似于"小米应用商店"，"华为应用商店"这样的概念。

Ubuntu (apt):

复制代码

apt search lrzsz

安装软件

找到名字后，一键安装。-y 选项表示自动确认，不需要你在安装过程中手动按 "y"。

CentOS:

bash 复制代码

[she@VM-0-15-centos test]$ sudo yum install -y lrzsz

提示 "Complete!" 即表示安装成功。

注意事项：

1）安装软件时由于需要向系统目录中写入内容，一般需要sudo或者切换到root账户下才能完成。

2）yum安装软件只能一个装完了再装另一个，正在使用yum安装一个软件的过程中，如果再尝试用yum安装另外一个软件，yum会报错。

Ubuntu:

bash 复制代码

she@VM-24-16-ubuntu:~/test$ sudo apt install -y lrzsz

卸载软件

CentOS:

bash 复制代码

[she@VM-0-15-centos test]$ sudo yum remove -y lrzsz

Ubuntu:

bash 复制代码

she@VM-24-16-ubuntu:~/test$ sudo apt remove -y lrzsz

1.2 软件从哪下的

我们知道 yum/apt 是从指定的服务器自动下载RPM包并且安装，可以自动处理依赖性关系，并且一次安装所有依赖的软件包，无须繁琐地一次次下载、安装。

而这个指定的包服务器链接就处于特定的配置文件中。

配置文件

CentOS: 配置文件位于 /etc/yum.repos.d/ 目录下。CentOS-Base.repo是官方的标准源配置。

Ubuntu: 配置文件位于 /etc/apt/sources.list 。

默认的软件源服务器通常在国外。由于物理距离和网络原因，下载速度可能非常慢。为了加速，国内的高校和企业（如阿里云、清华大学、中科大等）同步了官方的软件库，提供了国内镜像源 。

例如：

阿里云镜像站 ：https://developer.aliyun.com/mirror/
清华大学开源镜像站 ：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/

配置国内源的本质，就是修改上述的配置文件，将下载链接指向国内的服务器，从而极大地提升下载速度。

扩展话题：

有时候你用 yum install 发现找不到某些软件（比如 sl 小火车动画，或者较新版本的开发工具）。这是因为官方的基础源只包含最稳定、最通用的软件。

这时候我们需要安装 EPEL，它是一个提供了丰富额外软件包的仓库。

安装 EPEL 源：
bash 复制代码
[she@VM-0-15-centos test]$ sudo yum install -y epel-release
安装完成后，你的 /etc/yum.repos.d/ 下会多出一个 epel.repo 文件，再次搜索就能找到更多好玩的软件了。

二、Linux编辑器 - vim

与 Notepad 或 VS Code 不同，Vim 是一个 多模式编辑器。

在绝大多数时间里，我们是在阅读和修改代码，而不是在输入新代码。因此，Vim 将键盘的大部分按键都赋予了编辑功能，让你手不离键盘热区就能完成极其复杂的操作。

2.1 核心模式

我们这里主要介绍vim最常用的三种模式：命令模式、插入模式、底行模式。

正常模式：

进入 Vim 的默认模式。

作用：移动光标、删除文本、复制粘贴。在这个模式下，你按下的键是命令，而不是字符。

按 Esc 键，永远可以回到这个模式。

插入模式：

作用：像普通编辑器一样输入文字。

进入方式：

i：在光标当前位置前插入。

a：在光标当前位置后插入。

o：在当前行下方新开一行插入。

末行模式：

作用：保存、退出、搜索、替换、设置行号。

进入方式 ：在正常模式下按 shift + :（即输入冒号 :）。

模式之间的切换如下图所示

vim命令模式各命令汇总

【移动光标】

按「k」：光标上移。
按「j」：光标下移。
按「h」：光标左移。
按「l」：光标右移。
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「gg」：移动到文本开始。
按「Shift+g」：移动到文本末尾。
按「n+Shift+g」：移动到第n行行首。
按「n+Enter」：当前光标向下移动n行。
按「w」：光标从左到右，从上到下的跳到下一个字的开头。
按「e」：光标从左到右，从上到下的跳到下一个字的结尾。
按「b」：光标从右到左，从下到上的跳到上一个字的开头

【删除】

按「x」：删除光标所在位置的字符。
按「nx」：删除光标所在位置开始往后的n个字符。
按「X」：删除光标所在位置的前一个字符。
按「nX」：删除光标所在位置的前n个字符。
按「dd」：删除光标所在行。
按「ndd」：删除光标所在行开始往下的n行。

【复制粘贴】

按「yy」：复制光标所在行到缓冲区。
按「nyy」：复制光标所在行开始往下的n行到缓冲区。
按「yw」：将光标所在位置开始到字尾的字符复制到缓冲区。
按「nyw」：将光标所在位置开始往后的n个字复制到缓冲区。
按「p」：将已复制的内容在光标的下一行粘贴上。
按「np」：将已复制的内容在光标的下一行粘贴n次。

【剪切】

按「dd」：剪切光标所在行。
按「ndd」：剪切光标所在行开始往下的n行。
按「p」：将已剪切的内容在光标的下一行粘贴上。
按「np」：将已剪切的内容在光标的下一行粘贴n次。

【撤销】

按「u」：撤销。
按「Ctrl+r」：恢复刚刚的撤销。

【大小写切换】

按「~」：完成光标所在位置字符的大小写切换。
按「n~」：完成光标所在位置开始往后的n个字符的大小写切换。

【替换】

按「r」：替换光标所在位置的字符。
按「R」：替换光标所到位置的字符，直到按下「Esc」键为止。

【更改】

按「cw」：将光标所在位置开始到字尾的字符删除，并进入插入模式。
按「cnw」：将光标所在位置开始往后的n个字删除，并进入插入模式。

【翻页】

按「Ctrl+b」：上翻一页。
按「Ctrl+f」：下翻一页。
按「Ctrl+u」：上翻半页。
按「Ctrl+d」：下翻半页。

vim底行模式各命令汇总

在使用底行模式之前，记住先按「Esc」键确定你已经处于命令模式，再按「:」即可进入底行模式。

【行号设置】

1.「set nu」：显示行号。

2.「set nonu」：取消行号。

【保存退出】

1.「w」：保存文件。

2.「q」：退出vim，如果无法离开vim，可在「q」后面跟一个「!」表示强制退出。

3.「wq」：保存退出。

【分屏指令】

1.「vs 文件名」：实现多文件的编辑。

2.「Ctrl+w+w」：光标在多屏幕下进行切换。

【执行指令】

1.「!+指令」：在不退出vim的情况下，可以在指令前面加上「!」就可以执行Linux的指令，例如查看目录、编译当前代码等。

2.2 Vim 配置

原生的 Vim 界面非常简陋（没有行号，语法不高亮）。为了让它更好用，我们需要配置它。

Vim 的配置原理是读取一个配置文件。

全局配置 ：/etc/vimrc（影响所有用户）。
用户配置 ：~/.vimrc（仅影响当前用户）。如果该文件不存在，可以手动创建。

一个简单的 .vimrc 配置示例：你可以直接在终端输入 vim ~/.vimrc，然后写入以下内容：

复制代码

" 开启语法高亮
syntax on  " [cite: 490]

" 显示行号
set nu     " [cite: 491]

" 设置缩进为 4 个空格
set shiftwidth=4 " [cite: 492]
set tabstop=4
set autoindent   " 自动缩进

vim的配置比较复杂，建议不要自己一个个去配置。比较简单的方法是直接执行以下指令：

复制代码

curl -sLf https://gitee.com/HGtz2222/VimForCpp/raw/master/install.sh -o ./install.sh && bash ./install.sh

然后按照提示输入root密码后，等待安装配置，最后手动执行source ~/.bashrc即可。

三、Linux编译器 - gcc/g++

gcc和g++分别是GNU的C和C++的编译器，gcc和g++在执行编译的时候一般有以下四个步骤：

预处理: 头文件展开、去注释、宏替换、条件编译。

编译: C代码翻译成汇编语言。

汇编: 汇编代码转为二进制目标代码。

链接: 将汇编过程产生的二进制代码进行链接。

3.1 预处理

我们在shell运行 gcc -E test.c -o test.i

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。

预处理指令是以#开头的代码行。

-E选项的作用是让gcc/g++在预处理结束后停止编译过程。

-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。

3.2 编译

继续运行 gcc -S test.i -o test.s

在这个阶段中，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，该选项只进行编译而不进行汇编，生成汇编代码。

-o选项是指目标文件，"xxx.s"文件为已经过翻译的原始程序。

3.3 汇编

继续运行 gcc -c test.s -o test.o

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为"xxx.o"的二进制目标代码了。

3.4 链接

继续运行 gcc test.o -o test

在成功完成以上步骤之后，就进入了链接阶段。

链接的主要任务就是将生成的各个"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。

动静态库：

函数库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入到可执行文件当中，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，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入到可执行文件当中，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。

那么在链接阶段，有一个核心概念：我们的程序依赖的库（如 libc）是怎么"塞"进来的？

静态链接：

原理：在编译时，将库文件的代码全部拷贝到可执行文件中。
优点：程序独立，不依赖运行环境（移植方便）。
缺点：文件体积大，浪费磁盘和内存（如果有100个程序都用 printf，内存里就有100份 printf 的代码副本）。
后缀：Linux 下通常为 .a 。

动态链接------ GCC 默认行为

原理：编译时不拷贝代码，只记录需要用到的库的地址/链接。程序运行时，由操作系统动态加载库文件。
优点：节省资源，库文件更新时无需重新编译程序。
缺点：依赖运行环境，如果缺少库文件，程序无法运行。
后缀：Linux 下通常为 .so 。

gcc和g++默认生成的二进制程序是动态链接的，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。

图中的/lib64/libc.so.6就是当前云服务器当中的C标准库。

常用选项

-g：生成调试信息（GDB 调试必选）。

-O0 / -O1 / -O2 / -O3：优化级别，-O3 优化最高。

-static：强制采用静态链接。

四、自动化构建：Make & Makefile

Makefile：是一个文本文件，定义了一系列的规则，告诉系统哪些文件需要先编译，哪些需要后编译，以及如何编译。

make：是一个命令工具，它解释 Makefile 中的指令，实现自动化构建。

一旦写好 Makefile，只需要输入一个 make 命令，整个工程就会自动编译，极大提高开发效率。

依赖关系与依赖方法

Makefile 的编写遵循一个最基本的格式：

bash 复制代码

目标文件: 依赖文件列表
[Tab] 依赖方法 (必须以 Tab 键开头)

列如

bash 复制代码

myproc: myproc.c
	gcc -o myproc myproc.c

依赖关系 ：myproc 依赖于 myproc.c 。也就是说是myproc 目标文件，myproc.c是依赖文件。

依赖方法 ：执行 gcc -o myproc myproc.c 来生成它。

第一次 make 后，如果源文件没有修改，再次 make 会提示 "make: 'myproc' is up to date."，而不会重新编译。原因是因为时间戳对比.

Linux 系统中，文件有三个时间属性（可以通过 stat filename命令查看）：

Access：最近访问时间。
Modify：文件内容最近修改的时间。
Change：文件属性最近修改的时间。

Make 的逻辑很简单：如果目标文件的 Modify 时间早于依赖文件的 Modify 时间，说明依赖文件被修改过，需要重新编译；否则不需要。

Makefile文件的简写方式：

$@：表示依赖关系中的目标文件（冒号左侧）。
$^：表示依赖关系中的依赖文件列表（冒号右侧全部）。
$<：表示依赖关系中的第一个依赖文件（冒号右侧第一个）。

项目清理

我们在构建项目时，常需要清除旧的生成文件。通常定义一个 clean 目标。为了防止当前目录下有名为 clean 的文件干扰，我们使用 .PHONY 将其声明为 伪目标，表示它总是被执行，不检查时间戳。

列如

bash 复制代码

test_thread:test_thread.cc
	g++ -o $@ $^ -lpthread
.PHONY:clean
clean:
	rm -f test_thread

五、版本控制器：Git

Git是个工具，需要主动去安装，结合之前的内容，

bash 复制代码

[she@VM-0-15-centos test]$ sudo yum install git  # CentOS
# 或 sudo apt install git

第一次配置

安装后，你需要告诉 Git 你是谁

bash 复制代码

[she@VM-0-15-centos test]$ git config --global user.name "Your Name"
[she@VM-0-15-centos test]$ git config --global user.email "you@example.com"

这种配置会记录在每一次提交中，因为修改了config文件。

获取项目

通常我们在 Github/Gitee 上创建一个仓库，然后将其克隆到本地：

bash 复制代码

[she@VM-0-15-centos test]$ git clone [仓库链接]

5.1 核心操作"三板斧"

第一板斧：git add (暂存)

当你修改了代码），你需要告诉 Git 哪些文件需要被管理。

bash 复制代码

[she@VM-0-15-centos test]$ git add process.c   # 添加指定文件
# 或者
[she@VM-0-15-centos test]$ git add .           # 添加当前目录下所有变动

第二板斧：git commit (提交)

将暂存区的内容真正提交到本地仓库。要注意必须填写提交日志！

bash 复制代码

[she@VM-0-15-centos test]$ git commit -m "写好了第一个程序"

这一步完成后，你的代码就已经被永久记录在本地的版本历史中了。

第三板斧：git push (推送)

将本地仓库的记录同步到远端服务器，实现异地备份和多人协作。

bash 复制代码

[she@VM-0-15-centos test]$ git push

此时你需要输入 Github 的账号密码。

在编译 C/C++ 项目时，会生成大量的中间文件（如 .o）和可执行文件（如 myproc）。这些文件不需要也不应该被提交到代码仓库。

我们可以创建一个名为 .gitignore 的文件，在里面列出要忽略的文件模式：

列如

bash 复制代码

# 忽略所有的 .o 文件
*.o
# 忽略可执行文件
myproc

这样，git 的时候就不会提交这些没必要的文件了。

六、Linux调试器 - gdb

6.1 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，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。

可以通过 file 命令查看是否就有调试信息，输出中会带有 with debug_info 字段。

gdb命令汇总

开始： gdb binFile
退出： ctrl + d 或 quit 调试命令

命令	作用	样例
list/l	显示源代码，从上次位置开始，每次列出 10 行	list/l 10
list/l 函数名	列出指定函数的源代码	list/l main
list/l 文件名：行号	列出指定文件的源代码	list/l mycmd.c:10
r/run	从程序开始连续执行	run
n/next	单步执行，不进入函数内部（逐过程），对应 F10	next
s/step	单步执行，进入函数内部（逐语句），对应 F11	step
break/b [文件名:] 行号	在指定行号设置断点	break 10break test.c:10
break/b 函数名	在函数开头设置断点	break main
info break/b	查看当前所有断点的信息	info break
finish	执行到当前函数返回，然后停止	finish
print/p 表达式	打印表达式的值	print start+end
p 变量	打印指定变量的值	p x
set var 变量 = 值	修改变量的值	set var i=10
continue/c	从当前位置开始连续执行程序	continue
delete/d breakpoints	删除所有断点	delete breakpoints
delete/d breakpoints n	删除序号为 n 的断点	delete breakpoints 1
disable breakpoints	禁用所有断点	disable breakpoints
enable breakpoints	启用所有断点	enable breakpoints
info/i breakpoints	查看当前设置的断点列表	info breakpoints
display 变量名	跟踪显示指定变量的值（每次停止时自动打印）	display x
undisplay 编号	取消对指定编号的变量的跟踪显示	undisplay 1
until X 行号	执行到指定行号	until 20
backtrace/bt	查看当前执行栈的各级函数调用及参数	backtrace
info/i locals	查看当前栈帧的局部变量值	info locals
quit	退出 GDB 调试器	quit