vim、gcc/g++、make/Makefile、yum、gdb

vim、gcc/g++、make/Makefile、yum、gdb

一、Linux编辑器vim

1、简介

• vim有很多种模式，但此处只介绍3种，分别是命令模式（command mode）、插入模式（Insert mode）和底行模式（last line mode）。
• 要查看所有的模式可以打开vim，在底行模式中直接输入 :help vim-modes。

2、三种模式的概念

（1）正常/普通/命令模式(Normal mode)

进入vim后的默认模式，可以控制屏幕光标的移动、将字符、字或行删除，移动复制某区段内容以及粘贴，切换为Insert mode 或者 last line mode。

（2）插入模式(Insert mode)

只有在Insert mode下，才可以做文字内容的输入。该模式是vim中用的最频繁的编辑模式。

（3）末行/底行模式(last line mode)

进行文件的保存与退出、文件替换、查找字符串、列出行号等操作。

3、三种模式的切换

4、正常/命令模式命令集

（1）插入模式

• 【i】：从光标当前位置开始插入内容。
• 【a】：从光标所在位置的下一个位置开始插入内容。
• 【o】：插入新的一行，从行首开始输入文字。

（2）移动光标

• vim可以直接用键盘上的上下左右键来移动光标，但正规的vim是用小写英文字母【h】、【j】、【k】、【l】，分别使光标左、下、上、右移一格。
• 【$】：移动到光标所在行内容的尾部。
• 【^】：移动到光标所在行内容的头部。
• 【w】：光标移动到下个单词/字的头部。
• 【e】：光标移动到下个单词/字的尾部。
• 【b】：光标移动到上个单词/字的头部。
• 【#l】：光标每次向后移动#个位置。
• 【gg】：光标移动到文件内容的头部。
• 【G】：光标移动到文件内容的尾部，即移动到文件内容的最后一行。
• 【ctrl】+【b】：屏幕显示内容往后移动一页。
• 【ctrl】+【f】：屏幕显示内容往前移动一页。
• 【ctrl】+【u】：屏幕显示内容往后移动半页。
• 【ctrl】+【d】：屏幕显示内容往前移动半页。

（3）删除文字

• 【x】：每按一次，删除光标所在位置的一个字符。
• 【#x】：删除光标所在位置后面（包括光标所在字符）的#个字符。
• 【X】：大写的x，每按一次，删除光标所在位置前面的一个字符。
• 【#X】：删除光标所在位置前面的#个字符，不包括光标所在位置的字符。
• 【dd】：删除光标所在行。
• 【#dd】：从光标所在行开始，删除#行，包括光标所在行。

（4）复制

• 【yw】：将从光标所在位置到单词/字尾的字符复制到缓冲区中。
• 【#yw】：复制#个单词/字到缓冲区中。
• 【yy】：复制光标所在行内容到缓冲区中。
• 【#yy】：复制光标所在行以及后面# - 1行的内容，总共#行的内容到缓冲区中。
• 【p】：将缓冲区内的字符贴到光标所在位置处。
• 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。

（5）替换

• 【r】：替换光标所在处的字符。
• 【R】：替换光标所到之处的字符，直到按下【ESC】键为止。

（6）撤销与还原

• 【u】：撤销。
• 【ctrl + r】：还原。

（7）更改

• 【cw】：删除光标所在处的单词/字到单词/字的尾部，然后进入插入模式，光标仍在输入cw前的位置处。
• 【c#w】：删除光标所在处以及之后的#个单词/字到单词/字的尾部，然后进入插入模式，光标仍在输入c#w前的位置处。

（8）显示与跳转至文件内容指定行

• 【ctrl】+【g】：列出文件内容总共有多少行，阅读到当前行占整个文件内容的百分比。
• 【#G】：移动光标至文章的第#行行首。

5、vim末行模式命令集

（1）注意

• 在使用末行模式之前，需先按【ESC】键确定已经处于正常模式，再按【：】即冒号，即可进入末行模式。

（2）列出行号

• 【set nu】：在文件内容中的每一行前面列出行号。
• 【set nonu】：取消在文件内容中的每一行前面列出行号。

（3）跳转至文件内容指定行

• 【#】：在冒号后输入一个数字，再按回车键，光标就会跳转到该行。

（4）查找字符

• 【/关键字】：先按【/】键，再输入想要寻找的字符，按【n】将向下查找。
• 【n】：如果第一次查找的关键字不是想要的那个，可以一直按【n】往后查找，直到找到想要的关键字为止；如果文件内容内的关键字已经查找完，则会继续从文件内容的第一个（或者最后一个）关键字处继续查找。
• 【?关键字】：先按【?】键，再输入想要查找的字符，按【n】将向上查找。

（5）保存文件

• 【w】：在冒号后输入字母【w】，再按回车键，就可以将编辑完的文件内容保存起来。

（6）离开vim

• 【q】：退出vim，如果无法离开vim，可以在【q】后跟一个【!】，即强制离开vim。
• 【wq】：一般建议离开时，搭配【w】一起使用，这样在退出vim的时候还可以将编辑完的文件内容保存起来。

二、Linux系统下的C/C++编译器gcc/g++

1、注意

• g++的使用方法和gcc的使用方法一样，这里只说明gcc。
• gcc只能用来编译C语言代码，g++可以编译C语言代码也可以编译C++代码。

2、编译器编译代码的过程

• 预处理：删除注释、宏定义替换、头文件展开、条件编译。
• 编译：C/C++语言代码转换为汇编代码。
• 汇编：使用汇编代码生成机器可以识别的可重定向二进制目标文件。
• 链接：将多个.o/.obj文件合并形成一个可执行文件（.out/.exe文件）。

3、 gcc使用格式

gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

4、选项

• -E：让 gcc 编译器在预处理结束后停止编译过程，即只激活预处理，不生成文件，需要把它重定向到一个输出文件里面。
• -S：让gcc 编译器在编译结束后停止编译过程，即使用语言代码生成汇编代码。
• -c：让gcc 编译器在进行汇编结束后停止编译过程，即使用汇编代码生成二进制的目标代码。
• -o：将文件内容输出到指定文件中，后面跟欲生成的目标文件的文件名。
• -static：使生成的文件采用静态链接的方式进行链接，即链接静态库。
• -g：生成调试信息，即生成DEBUG版本的可执行程序，GNU 调试器可利用该信息。
• -shared：使生成的文件尽量使用动态库，因此，生成文件会比较小，但是需要系统有动态库。

5、预处理

（1）功能

• 主要包括宏定义替换，头文件包含，条件编译语句处理，删除注释等等。
• 预处理指令是以#号开头的代码行。

（2）示例

6、编译

（1）功能

gcc 编译器首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等等，以确定代码实际要做的工作。在检查无误后，gcc 编译器将会把代码翻译成汇编语言。

（2）示例

7、汇编

（1）功能

把编译阶段生成的“.s”文件转换成目标文件，即生成的文件内容为二进制代码。

（2）示例

8、链接

（1）功能

• 链接的功能其实就是一个“打包”的过程，它将所有二进制形式的目标文件和系统组件组合成一个可执行文件。
• 一般链接的过程有两种方式，一种是动态链接，需要有动态库；另一种是静态链接，需要有静态库。
• gcc、g++默认形成的可执行程序采用的是动态链接的方式进行链接的。

（2）示例

（3）注意

• 进行链接操作的机器可能因为没有静态库，而导致链接失败。
• 动态链接必须使用.so动态库文件、静态链接必须使用.a静态库文件。
• C语言静态库安装命令：sudo yum install -y glibc-static
• C++语言静态库安装命令：sudo yum install -y libstdc++ -static

9、函数库

（1）概念

• 在我们编写的C语言代码中，并没有定义printf函数的实现，且在包含的头文件stdio.h中，也只有该函数的声明，而没有定义函数的实现。
• 系统把这些函数实现都写到名为 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 libc.so.6 库文件，这样才能使用printf函数，这就是链接的作用。
• 函数库一般分为静态库和动态库两种。

（2）静态库

在编译链接时，把库文件的代码全部加入到可执行文件中，虽然生成的文件比较大，但在运行时不再需要库文件了。静态库文件的后缀名一般为“.a”。

（3）动态库

与静态库相反，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文件，即将库中我要的方法实现的地址填入我的可执行程序中，建立关联，这样可以节省系统的开销。动态库文件的后缀名一般为“.so”。

三、Linux项目自动化构建工具make/Makefile

1、概念

• 在一个工程中，会有许多源文件，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，我们可以在Makefile中定义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，甚至进行更复杂的功能操作等等。
• make/Makefile的功能就是自动化编译，一旦写好Makefile文件，只需要一个make命令，整个工程将会完全自动编译，极大地提高了软件开发的效率。
• make是一个解释Makefile中指令的命令工具。即make是一条命令，Makefile是一个文件，它们两个搭配起来使用，才能够完成项目的自动化构建。

2、示例

3、依赖关系

• 如果文件A的改变会影响到文件B，那么就称文件B依赖于文件A
• 例如，上方代码中test:test.c和clean:都是依赖关系。

4、依赖方法

• 如果文件B依赖于文件A，那么通过文件A得到文件B的方法，就是文件B依赖于文件A的依赖方法。
• 例如，上方代码中gcc test.c -o test和rm -f test都是依赖方法。

5、伪目标

• 总是被执行的，即总是会根据依赖关系，执行依赖方法，而不会因为执行后的文件无任何变动而不执行。
• 上方.PHONY后面跟着的就是伪目标，一般习惯把clean设置为.PHONY。

6、原理

• 当执行make命令时，make会在当前目录下查找文件名为Makefile或makefile的文件。
• 如果找到了，它会在该文件内容中查找第一个目标文件（target），在上面的示例中，他会找到test这个目标文件，并把这个文件作为最终的目标文件。
• 如果test文件不存在，或者test所依赖的test.c文件的文件修改时间比test这个文件新，那么，它就会执行后面所定义的命令来生成test目标文件。
• 如果test目标文件已存在且所依赖的test.c文件的文件修改时间比test这个目标文件老，则make会报出目标文件是最新版本的错误，而不会执行后面所定义的命令来生成test目标文件。
• 如果test所依赖的test.c文件不存在，那么make会在当前文件中查找目标为test.c文件的依赖关系，如果找到，则再根据那一个规则生成test.c文件。
• make会一层一层地查找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件。
• 在查找的过程中，如果出现错误，比如最后被依赖的文件找不到，那么make就会直接退出，并报错，而对于所定义的命令出现错误，或者编译不成功，make不会去管它。即make只管文件的依赖性，如果查找到依赖关系之后，冒号后面的文件还是不在，那么make将不会继续工作了。

7、项目清理

• 在每次重新生成可执行程序前或者不需要可执行程序时，应该将上一次生成可执行程序时生成的一系列文件进行清理（删除），但是如果我们每次都要自己手动去执行那些指令进行清理工作的话，就会变得比较麻烦，因为每次清理时执行的都是相同的清理（删除）指令。所以，我们可以将项目清理的指令也加入到Makefile文件中。
• 像clean这种，没有被第一个目标文件直接或间接关联时，它后面所定义的命令将不会被自动执行。不过，我们可以显式的让make执行它。即执行命令make clean，以此来清理（删除）所有的目标文件，以便重新编译。

四、Linux 软件包管理器yum

1、软件包

要在Linux下安装软件，通用的办法是下载程序的源代码，并进行编译，进而得到可执行程序。但是这样操作太麻烦了。于是，就有人把一些常用的软件提前编译好，做成软件包并放在一个服务器上，而用户可以通过包管理器很方便地获取到这个编译好的软件包，然后直接进行安装。

2、查看软件包

（1）命令

yum list

（2）功能

罗列出当前一共有哪些软件包，但由于包的数目可能有很多，我们可以使用 grep 命令进行筛选，即只显示我们要查找的软件包。

（3）示例

3、安装软件包

（1）命令

sudo yum install -y 欲安装的软件包

（2）说明

执行完命令后，yum会自动查找都有哪些软件包需要下载，这时候按y确认安装即可（上方命令没有加-y默认安装时）。当出现complete字样时，说明安装已经完成。

（3）注意

• 由于安装软件时需要向系统目录中写入内容，一般需要加sudo 或者切换成 root 用户才能进行安装。
• yum安装软件时，只能将正在安装的软件安装完成了才能安装另一个。即如果yum正在安装一个软件时，这时再尝试用yum安装另外一个软件，yum会报有其他软件正在安装的错误并显示那个软件的安装信息，直到那个软件安装完成后才进行安装。当然，yum正在安装的软件的安装不会中止。

（4）示例

安装软件

yum正在安装软件时，再安装别的软件时报的错误

当安装的软件已经安装且为最新版本时的运行结果

4、卸载软件

（1）命令

sudo yum remove 欲删除的软件

（2）示例

五、Linux调试器gdb

1、说明

• 可执行程序的发布方式有两种，debug模式和release模式。
• Linux下的 gcc/g++编译器编译出来的二进制可执行程序，默认是release模式发布的。
• 要使用gdb进行调试，必须在源代码生成可执行二进制程序的时候，加上 -g 选项，使生成的可执行二进制程序是debug模式发布的。
• gdb会记录最近一条命令，如果使用的命令无变化时，可以直接按回车键。

2、使用格式

gbd debug模式发布的可执行二进制文件

3、调试命令

• q（或者quit或者ctrl + d）：退出gdb调试。
• list／l 行号：显示生成binFile（debug模式的可执行二进制文件）的文件的源代码，接着上次的位置往下列，每次列10行，还需继续往下列可以按回车键或者继续输入那个命令，直到代码全部列完为止。
• list／l 函数名：列出文件内某个函数的源代码。
• r或run：运行程序。
• n 或 next：逐过程调试。
• s 或 step：逐语句调试，即如果下条调试语句为函数调用，将进入那个函数体内。
• break / b 行号：在指定行设置断点。
• break 函数名：在某个函数体的开头位置设置断点。
• info break / b：查看断点信息。
• finish：执行完当前函数后，停下来等待命令。
• p 变量：打印变量的值。
• set var 修改变量的表达式：修改变量的值。
• continue / c：从当前位置开始连续而非单步执行程序，即跳转到下一个断点处或者运行结束。
• d breakpoints （或者delete breakpoints）：删除所有断点。
• d n (或者delete breakpoints n)：删除序号为n的断点。
• disable breakpoints：禁用全部断点。
• enable breakpoints：启用全部断点。
• disable b num （或者disable breakpoints num）：禁用序号为num的断点。
• enable b num（或者enable breakpoints num）：启用序号为num的断点。
• info b（或者info breakpoints 或者 i b）：查看当前设置的断点。
• display 变量名：跟踪查看一个变量，每次调试停下来时都显示它的值。
• undisplay：取消对先前设置的全部变量的跟踪。
• until X：跳转至X行。
• 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。

4、示例

不加-g，即生成的是release发布的可执行二进制文件时，用gdb调试时报的错误

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