Linux实用教程 第9章Linux编程基础.ppt
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1、第9章Linux程序设计基础本章学习目标本章学习目标通过对本章的学习,读者应该掌握以下主要内容:Linux编程风格 Linux下IDE的使用 Linux下使用GNU cc开发应用程序 Linux程序的调试 Linux下使用RCS/CVS来管理源程序 Linux下软件打包中英文日报导航站9.1 概述概述 9.1.1 Linux编程编程 Linux软件开发一直在Internet环境下讲行。这个环境是全球性的,编程人员来自世界各地。只要能够访问Web站点,就可以启动一个以Linux为基础的软件项目。Linux开发工作经常是在Linux用户决定共同完成一个项目时开始的。当开发工作完成后,该软件就被放到
2、Internet站点上,任何用户都可以访问和下载它。由于这个活跃的开发环境,新的以Linux为基础的软件功能日益强大,而且呈现爆炸式的增长态势。大多数Linux软件是经过自由软件基金会(Free Software Foundation)提供的GNU(GNU 即 GNUs not UNIX)公开认证授权的,因而通常被称作GNU软件。GNU软件免费提供给用户使用,并被证明是非常可靠和高效的。许多流行的Linux实用程序如C编译器、shell和编辑器都是GNU软件应用程序。中英文日报导航站Linux程序需要首先转化为低级机器语言即所谓的二进制代码以后,才能被操作系统执行。例如编程时,先用普通的编程语
3、言生成一系列指令,这些指令可被翻译为适当的可执行应用程序的二进制代码。这个翻译过程可由解释器一步步来完成,或者也可以立即由编译器明确地完成。shell编程语言如BASH、TCSH、GAWK、Perl、Tcl和Tk都利用自己的解释器。用这些语言编制的程序尽管是应用程序文件,但可以直接运行。编译器则不同,它将生成一个独立的二进制代码文件然后才可以运行。中英文日报导航站9.1.2 Linux编程风格编程风格(1)函数返回类型说明和函数名分两行放置,函数起始字符和函数开头左花括号放到最左边。(2)尽量不要让两个不同优先级的操作符出现在相同的对齐方式中,应该附加额外的括号使得代码缩进可以表示出嵌套。(3
4、)按照如下方式排版do-while语句:(4)每个程序都应该以一段简短的说明其功能的注释开头。(5)请为每个函数书写注释,说明函数是做什么的,需要哪些入口参数,参数可能值的含义和用途。如果用了非常见的、非标准的东西,或者可能导致函数不能工作的任何可能的值,应该进行特殊说明。如果存在重要的返回值,也需要说明。(6)不要声明多个变量时跨行,每一行都以一个新的声明开头。(7)当一个if中嵌套了另一个if-else时,应用花括号把if-else括起来。(8)要在同一个声明中同时说明结构标识和变量或者结构标识和类型定义(typedef)。先定义变量,再使用。1 1GNUGNU风格风格 中英文日报导航站(
5、9)尽量避免在if的条件中进行赋值。(10)请在名字中使用下划线以分割单词,尽量使用小写;把大写字母留给宏和枚举常量,以及根据统一惯例使用的前缀。例如,应该使用类似ignore_space_change_flag的名字;不要使用类似iCantReadThis的名字。(11)用于表明一个命令行选项是否给出的变量应该在选项含义的说明之后,而不是选项字符之后被命名。2 2Linux Linux 内核编程风格内核编程风格 (1)Linux内核缩进风格是8个字符。(2)Linux内核风格采用K&R标准,将开始的大括号放在一行的最后,而将结束的大括号放在一行的第一位。(3)命名尽量简洁。不应该使用诸如Th
6、isVariableIsATemporaryCounter之类的名字。应该命名为tmp,这样容易书写,也不难理解。但是命名全局变量,就应该用描述性命名方式,例如应该命名“count_active_users()”,而不是“cntusr()”。本地变量应该避免过长。中英文日报导航站(4)函数最好短小精悍,一般来说不要让函数的参数多于个,否则应该尝试分解这个过于复杂的函数。(5)通常情况,注释说明代码的功能,而不是其实现原理。避免把注释插到函数体内,而写到函数前面,说明其功能,如果这个函数的确很复杂,其中需要有部分注释,可以写些简短的注释来说明那些重要的部分,但是不能过多。9.2 IDE使用使用
7、9.2.1 VIM编辑器编辑器 1 1VIMVIM的简介的简介 VI是Linux世界里最常用的全屏编辑器,所有的Linux机器都提供该编辑器,而Linux里提供的是VI的加强版VIM,但同VI是完全兼容。VI的原意是“visualinterface”,即可视编辑器,用户键入的内容会立即被显示出来、而且其强大的编辑功能可以同任何一种最新的编辑器相媲美。它在Linux上的地位就仿佛Edit程序在DOS上一样。它可以执行输出、删除、查找、替换、块操作等众多文本操作,而且用户可以根据需要对其进行定制,这是其他编辑程序所没有的。VI不是一个排版程序,不象Word或WPS那样可以对字体、格式、段落等其他属
8、性进行编排,它只是一个文本编辑程序。中英文日报导航站2 2VIM VIM 的基本观念的基本观念 VIM有三种操作方式,分别是:命令方式插入方式命令行方式3 3VIMVIM的进入与离开的进入与离开 在系统提示符“$”下键入命令VIM,后面跟上想要编辑(或者建立)的文件名,VIM 可以自动载入所要编辑的文件或是开启一个新文件。VIM的退出,可以在命令行方式下使用命令“:wq”或者“:q!”,前者的功能是写文件并从VIM中退出,后者的功能是从VIM中退出,但不保存所作的修改(注意冒号)。中英文日报导航站4 4VIMVIM的命令方式的命令方式 (1)光标移动要对正文内容进行修改,必须先把光标移动到要修
9、改的内容所在的位置,用户除了通过按键盘的上、下、左、右箭头键来移动光标,还可以利用VIM提供的众多字符组合键,在正文中移动光标,迅速达到指定的行或列,实现定位,常用的快捷键有:表9-1(2)替换和删除将光标定位于文档中指定位置后,可以用其他字符替换光标所指向的字符,或从当前光标位置删除一个或多个字符,常用命令有:表9-2(3)粘贴和复制 在VIM编辑器中,与Windows系统不同的是从正文中删除的内容(如字符、字段或行)并没有真正丢失,而是被剪贴并复制到了一个内存缓冲区中,用户可将其粘贴到正文中的任意位置,完成这一操作的命令是:表9-3 中英文日报导航站(4)查找字符串 为了方便文档的编辑,V
10、IM提供了强大的字符串查找功能,要查找文件中指定字符或字段出现的位置,可以用该功能直接进行搜索,搜索方法是:在命令行键入字符“/”,后面加上要搜索的字符串,然后按回车键,编辑程序将执行正向搜索(从光标所在的位置向文件末尾方向),并在找到指定字符串后,将光标停在该字符串的开头;键入n命令可以继续执行搜索,找出这一字符串下次出现的位置,用字符“?”取代“/”,可以实现反向搜索(从光标所在的位置向文件开头方向),举例说明如下:表9-5(5)撤销和重复 在编辑文档的过程中,可以取消错误的编辑命令造成的后果,另外,如果用户希望在新的光标位置再次执行先前的编辑命令,可用重复命令。表9-6 中英文日报导航站
11、5 5VIMVIM的插入方式的插入方式 (1)进入插入方式 在命令方式下正确定位光标之后,可用一下命令切换到插入方式:表9-7 如果用户想利用已有的文件内容,可以使用命令“:ifilename”,则VIM将指定文件的内容输入当前光标的下一行,且VIM仍处于命令方式。(2)退出插入方式 退出插入方式的方法是,按ESC键或组合键Ctrl+I(3)正文替换 除了几种简单的切换到插入方式的方法外,还有一些命令允许用户在插入模式之前首先删去一段文字,从而实现正文的替换,这些命令包括:表9-8 6 6VIMVIM的命令方式的命令方式 (1)行号与文件 编辑中文档的每一行正文都有隐藏的行号,用下列命令可以移
12、动光标到指定行:表9-9 中英文日报导航站 在命令方式下,用户可以规定命令操作的行号范围,数值用来指定绝对行号;字符“,”表示光标所在行的行号;字符“$”表示正文最后一行的行号,示例如下:表9-10 在命令方式下,用户还可以对文件进行操作,允许从文件中读取正文,或将正文写入文件,常用命令如下:表9-119.2.1 VIM编辑器编辑器 1 1emacsemacs的简介的简介 emacs文本编辑器可以用来编辑文本、剪辑和粘贴文本内容、提供个人日历和日记,阅读Usenet新闻、发送电子邮件,同时还是一种程序语言解释器,可以编辑C、Lisp、Tev源代码文件、以及Linux的Shell。emacs是由
13、 Richard Stallman发明的,这位发明者还创建了自由软件基金会(Free Software Foundation,简称FSF)。最初的emacs是用来编辑宏命令的,现已进一步扩充为 UNIX用户中装机用户数量最大、功能最齐全的免费文本编辑器了。中英文日报导航站emacs同VI不一样,没有编辑状态和指令状态之分,其最重要的概念是其独特的缓冲区,emacs编辑的所有文件都是放在缓冲区中的,emacs支持同时编辑多个缓冲区,可以将一个文件在多个缓冲区中打开不同的拷贝,甚至其所有的在线帮助和文档以及出错信息都是作为一个缓冲区来显示的,当然这些缓冲区是不可写的,用户可以在这些缓冲区之间拷贝和
14、粘贴文本。并且一般所有的缓冲区在硬盘上都有一个以“#”开头的备份文件,这样在系统突然崩溃的时候可以即时将用户的工作进行备份。在编辑文件时,如果用户在编辑一些特殊类型的文件,例如当用户编辑扩展名为.c的C语言文件时,emacs会产生菜单选项c,向用户提供一些针对编辑c程序特别有用的一些命令。当用户编辑扩展名为.txt的文件则会多出菜单选项tex,让用户在编辑完tex文件后可以即时地观看输出并打印。首先介绍一下几个常见的键盘操作符号的意义:所有的emacs的操作键都是由Control键(一般是键盘上的Ctrl键)和META键(一般是键盘上的Alt键)加上一些键的组合组成的,如果没有Alt键,则可以
15、用输入一个Esc,再输入相应的键来代替。例如:C-x:表示同时按住Ctrl键和x键。C x:表示先按住Ctrl键,然后释放它,再按下x键。M-x:表示同时按住Alt键和x键。M x:表示先按住Alt键,释放它,再按下x键。中英文日报导航站2emacs的启动和退出的启动和退出emacs可以用两种方法启动。第一种启动emacs的方法是不装载任何文本文件启动emacs,输入以下命令行:#emacs在屏幕上会出现无任何文本emacs编辑窗口,如图9-2所示。如果用户是初学者,最好的学习方法是:按下Ctrl-h键(即按住Ctrl键后不放,再按下h字母键),就会自动进入emacs的联机帮助,在屏幕底部em
16、acs命令行中会出现一个提示符,这时再按下字母键t和回车键,便进入了简捷有效的emacs文本编辑器的教程。参照此教程的步骤,用户将对如何使用emacs有个概括的了解。中英文日报导航站第二种启动emacs的方法是通过装载某一个文本文件启动emacs,输入以下命令行:#emacs filename如果装载的文件不在当前目录时必须输入该文件名的全称(包括所在目录)。例如,当前目录下有一个文本文件myfile.txt,用emacs对其编辑时,输入命令行启动emacs:#emacs myfile.txt 屏幕上将出现如图9-3所示的emacs编辑窗口。中英文日报导航站3emacs的基本操作的基本操作(1
17、)光标的移动下面列出emacs中的光标的移动情况及其键盘操作:M-b:光标移动到光标左边的单词的开始处。M-f:光标移动到光标右边的单词的开始处。M-a:光标移动到当前句子的开始处。M-e:光标移动到当前句子的结束处。C-n:光标移动到下一行。C-p:光标移动到上一行。C-a:光标移动到行首。C-e:光标移动到行尾。M-:光标移动到文件尾。M-编译”命令进行程序的编译,如图9-15所示。如果程序没有出错,将看到Kdevelop下方的信息框之中显示编译成功的信息。接着便可以执行应用程序了,执行“建立-执行”命令进行程序的连接,如图9-16所示。若没有发生问题,就会在另一个窗口中看到程序的执行结果
18、,如图9-17所示。图9-15编译应用程序中英文日报导航站图9-16执行应用程序图9-17应用程序的执行结果中英文日报导航站9.3 使用使用GNU cc开发应用程序开发应用程序9.3.1 使用使用GNU cc 1gcc的简介的简介 gcc可以使程序员灵活地控制编译过程。编译过程一般可以分为下面四个阶段,每个阶段分别调用不同的工具进行处理,如图9-18所示。预处理链接编译组译源程序(*.c)可执行文件预处理器编译器组译器连接器2gcc的版本信息的版本信息 一般来说,系统安装后就已经安装和设定好了gcc。在shell的提示符下键入gccv,屏幕上就会显示出目前正在使用的gcc的版本,同时这可以确定
19、系统所支持的是ELF还是a.out可执行文件格式。中英文日报导航站Linux系统中可执行文件有两种格式。第一种格式是a.out格式,这种格式用于早期的Linux系统以及 Unix系统的原始格式。a.out来自于Unix C编译程序默认的可执行文件名。当使用共享库时,a.out格式就会发生问题。把a.out格式调整为共享库是一种非常复杂的操作,由于这个原因,一种新的文件格式被引入Unix系统5的第四版本和Solaris系统中。它被称为可执行和连接的格式(ELF)。这种格式很容易实现共享库。ELF格式已经被Linux系统作为标准的格式采用。gcc编译程序产生的所有的二进制文件都是ELF格式的文件(
20、即使可执行文件的默认名仍然是a.out)。较旧的a.out格式的程序仍然可以运行在支持ELF格式的系统上。3gcc的使用的使用 gcc的使用格式如下:$gcc optionsfilenames其中filenames为所要编译的程序源文件。当使用gcc时,gcc会完成预处理、编译、汇编和连接。前三步分别生成目标文件,连接时,把生成的目标文件链接成可执行文件。gcc可以针对支持不同的源程序文件进行不同处理,文件格式以文件的后缀来识别,常见的如表9-1所示。中英文日报导航站4使用优化选项使用优化选项 当用gcc编译C代码时,它会试着用最少的时间完成编译并且使编译后的代码易于调试.易于调试意味着编译后
21、的代码与源代码有同样的执行次序,编译后的代码没有经过优化。有很多选项可用于告诉gcc,在耗费更多编译时间和牺牲易调试性的基础上,产生更小更快的可执行文件。这些选项中最典型的是-O和-O2选项。-O选项告诉gcc对源代码进行基本优化。这些优化在大多数情况下都会使程序执行的更快。-O2选项告诉gcc产生尽可能小和尽可能快的代码。-O2选项将使编译的速度比使用-O时慢。但通常产生的代码执行速度会更快。5使用调试使用调试和剖析和剖析选项选项GCC支持数种调试和剖析选项。在这些选项里最常用的是-g和-pg选项。-g选项告诉gcc产生能被GNU调试器使用的调试信息以便调试程序。gcc 提供了一个很多其他C
22、编译器里没有的特性,在gcc里能使-g和-O(产生优化代码)连用。这一点非常有用,因为能在与最终产品尽可能相近的情况下调试代码。同时使用这两个选项时必须清楚所写的某些代码已经在优化时被gcc作了改动。-pg选项告诉gcc在程序里加入额外的代码,执行时,产生gprof用的剖析信息以显示程序的耗时情况。中英文日报导航站9.3.2使用使用GNU make编辑编辑makefile1准备工作准备工作 要使用make,必须编写一个叫做Makefile的文件,这个文件描述了软件包中文件之间的关系,提供更新每个文件的命令。一般在一个软件包里,通常是可执行文件靠目标文件来更新,目标文件靠编译源文件来更新。Mak
23、efile写好之后,每次改变了某些源文件,只要执行make命令:#make 所有必要的重新编译将执行。Make程序利用makefile中的数据和每个文件的最后修改时间来确定那个文件需要更新,对于需要更新的文件,make程序执行makefile数据中定义的命令来更新。2makefile文件的基本结构文件的基本结构GNUmake的主要功能是读进一个文本文件makefile并根据makefile的内容执行一系列的工作。makefile的默认文件名为GNUmakefile、makefile或Makefile,当然也可以在make的命令行中指定别的文件名。如果不特别指定,make命令在执行时将按顺序查找
24、默认的makefile文件。多数Linux程序员使用第三种文件名Makefile。因为第一个字母是大写,通常被列在一个目录的文件列表的最前面。中英文日报导航站Makefile是一个文本形式的数据库文件,其中包含一些规则来告诉make处理哪些文件以及如何处理这些文件。这些规则主要是描述哪些文件(称为target目标文件,不要和编译时产生的目标文件相混淆)是从哪些别的文件(称为dependency依赖文件)中产生的,以及用什么命令(command)来执行这个过程。依靠这些信息,make会对磁盘上的文件进行检查,如果目标文件的生成或被改动时的时间(称为该文件时间戳)至少比它的一个依赖文件还旧的话,m
25、ake就执行相应的命令,以更新目标文件。目标文件不一定是最后的可执行文件,可以是任何一个中间文件并可以作为其他目标文件的依赖文件。一个Makefile文件主要含有一系列的规则,每条规则包含以下内容。一个目标(target),即make最终需要创建的文件,如可执行文件和目标文件;目标也可以是要执行的动作,如“clean”。一个或多个依赖文件(dependency)列表,通常是编译目标文件所需要的其他文件。一系列命今(command),是make执行的动作,通常是把指定的相关文件编译成目标文件的编译命令,每个命令占一行,且每个命令行的起始字符必须为TAB字符。中英文日报导航站除非特别指定,否则ma
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