[Linux]：环境开发工具

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所属专栏：Linux学习

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1. 软件包管理器——yum

1.1 yum的概念

在Linux系统中，如果想安装软件方法大概有三种：

下载到程序的源代码，自行进行编译，得到可执行程序。
获取rpm安装包，通过rpm命令进行安装。（未解决软件的依赖关系）。
通过yum进行安装软件。

接下来我们重点介绍一下yum安装对应的软件。

**Yum（Yellowdog Updater, Modified）**是一个非常重要的软件包管理工具。

Yum主要用于自动解决软件包的依赖关系，极大地简化了软件的安装、升级和卸载过程。它通过从指定的软件仓库中获取软件包信息，并根据用户的需求进行相应的操作。

1.2 yum的安装与删除

使用Yum可以快速安装新的软件，例如执行 yum install package_name 即可安装指定软件包。同时，它也方便软件的升级，如 yum update 能更新系统中的所有软件包。对于不再需要的软件，使用指令yum remove package_name可以将其卸载。

Yum的软件仓库可以是本地的，也可以是远程的网络仓库。通过配置不同的仓库源，可以获取各种不同的软件包，满足不同用户的需求。

值得一提的是：一个服务器同一时刻只允许一个yum进行安装，不能在同一时刻同时安装多个软件。并且因为yum是从服务器上下载RPM包，所以在下载时必须联网。我们可以通过指令ping判断是否有网。

使用指令yum list可以罗列出可供下载的软件：

这三个列数据分别是软件包的名称、软件包的版本号和软件包的版本号。我们可以选择一个需要的软件安装。

最后选择y确认安装，即可安装成功。成功之后，我们可以通过对应的sl指令查看对应的效果。

当然删除指令的过程也与安装类似，所以不在赘述。

最后需要注意的是：无论是安装还是删除对应的软件，都需要使用root用户。

2. 编辑器——vim

2.1 vim的概念

在Linux系统中，**Vim（Vi IMproved）**是一款极为出色的文本编辑器。它由Vi编辑器发展而来，在功能上有显著提升，且提供了更多扩展性与定制选项。 Vi 和 Vim 虽都是多模式编辑器，但Vim作为Vi 的升级版本，兼容Vi的所有指令，同时还具备一些新特性。例如，Vim 拥有语法加亮功能，使代码阅读更加清晰直观。它不仅能在终端运行，还可以在Window、MacOS等不同操作系统环境下运行，具有很强的通用性。

然后我们可以使用指令vim 文件名使用vim编辑器，如果文件名不存在，系统会自动创建。

2.1 vim的三种模式

Vim主要有三种模式：命令模式、插入模式和底行模式。

在命令模式下，可通过各种快捷键进行高效的文本编辑操作，如移动光标、删除、复制粘贴等。
插入模式用于正常输入文本，可通过特定按键进入。
末行模式则用于执行高级操作，如保存文件、查找替换、设置文件属性等。

首先进入vim默认为命令模式。

输入i或者a或者o可以切换为插入模式，它们之间的区别分别为输入i：在当前光标处进入插入模式。输入a：在当前光标的后一位置进入插入模式。输入o：在当前光标处新起一行进入插入模式。

然后我们可以通过Esc退出插入模式，再按下shift+;即:进入底行模式。如果输入wq就能保存退出。

2.3 vim的快捷键

并且vim还提供许多快捷键，方便大家操作。以下分别为命令模式与底行模式下常见的快捷键：

命令模式

功能	快捷键
光标上移	`k`
光标下移	`j`
光标左移	`h`
光标右移	`l`
移动到行尾	`$`
移动到行首	`^`
移动到文本开始	`gg`
移动到文本末尾	`Shift+g`
移动到第 n 行行首	`n+Shift+g`
当前光标向下移动 n 行	`n+Enter`
跳到下一个字的开头	`w`
跳到下一个字的结尾	`e`
跳到上一个字的开头	`b`
删除光标所在位置的字符	`x`
删除光标所在位置开始往后的 n 个字符	`nx`
删除光标所在位置的前一个字符	`X`
删除光标所在位置的前 n 个字符	`nX`
删除光标所在行	`dd`
删除光标所在行开始往下的 n 行	`ndd`
复制光标所在行到缓冲区	`yy`
复制光标所在行开始往下的 n 行到缓冲区	`nyy`
将光标所在位置开始到字尾的字符复制到缓冲区	`yw`
将光标所在位置开始往后的 n 个字复制到缓冲区	`nyw`
剪切光标所在行	`dd`
剪切光标所在行开始往下的 n 行	`ndd`
将已复制/剪切的内容在光标的下一行粘贴上	`p`
将已复制/剪切的内容在光标的下一行粘贴 n 次	`np`
撤销	`u`
恢复刚刚的撤销	`Ctrl+r`
完成光标所在位置字符的大小写切换	`~`
完成光标所在位置开始往后的 n 个字符的大小写切换	`n~`
替换光标所在位置的字符	`r`
替换光标所到位置的字符，直到按下 `Esc` 键为止	`R`
将光标所在位置开始到字尾的字符删除，并进入插入模式	`cw`
将光标所在位置开始往后的 n 个字删除，并进入插入模式	`cnw`
上翻一页	`Ctrl+b`
下翻一页	`Ctrl+f`
上翻半页	`Ctrl+u`
下翻半页	`Ctrl+d`

底行模式

功能	快捷键
显示行号	`set nu`
取消行号	`set nonu`
保存文件	`w`
退出 vim（强制退出可在后面加 `!`）	`q`、`q!`
保存退出	`wq`
实现多文件的编辑	`vs 文件名`
光标在多屏幕下进行切换	`Ctrl+w+w`
在不退出 vim 的情况下执行 Linux 指令	`!+指令`

值得一提的是，vim编辑器还可以根据自己的喜好进行配置，这个我们在这里就不在赘述，大家可以在网上搜索相关教程进行配置。

3. 编译器——gcc/g++

在 Linux 系统中，gcc 和 g++是两个极为重要的编译器。一般而言我们通过gcc编译C语言，g++编译C++。一般而言它们都将经历预处理，编译，汇编，链接四个阶段，具体过程可以参考——程序生成的核心步骤

gcc/g++的语法都是差不多的，都能通过指令gcc/g++ 选项文件分别对C语言与C++文件进行编译。

以下是gcc/g++指令的常见选项：

-E 只进行预处理，这个不生成文件，你需要把他重定向到一个输出文件里面（否则将把预处理后的结果打印到屏幕上）。
-S编译到汇编语言，不进行汇编和链接，即只进行预处理和编译。
-c编译到目标代码。
-o将处理结果输出到指定文件，该选项后需紧跟输出文件名。(不指定就为a.out文件)。
-static此选项对生成的文件采用静态链接。
-g生成调试信息（若不携带该选项则默认生成release版本）。
-shared 此选项将尽量使用动态库，生成文件较小。
-w不生成任何警告信息。
Wall生成所有警告信息。
-O0/-O1/-O2/-O3编译器优化选项的四个级别，-O0表示没有优化，-O1为缺省值，-O3优化级别最高。

在利用完gcc/g++编译完成之后，使用指令./生成的可执行文件即可执行文件。

4. 项目自动化构建工具——make/Makefile

4.1 make/Makefile的概念

在Linux系统中，make和Makefile是强大的自动化构建工具。

Makefile是一种文本文件，它定义了一系列的规则来描述项目的构建过程。这些规则指定了哪些文件是项目的源文件，以及如何将这些源文件编译、链接成可执行程序或库。

make工具则是用于读取Makefile并执行其中定义的规则。当你运行make命令时，它会检查源文件和目标文件的时间戳，如果源文件比目标文件新，make就会根据Makefile中的规则重新构建目标文件。

4.2Makefile的构建

首先在源文件所在目录下创建一个makefile或Makefile的文件。

然后用vim打开makefile或Makefile的文件进行编写。

编写语法如下：

target: dependencies
command

target是目标文件名，dependencies是目标文件依赖的文件列表（如果有多个用空格隔开），command是构建目标文件的命令（记得前面加Tab）。

我们把目标文件和他所依赖的文件列表之间的关系称为依赖关系，对应的命令称为依赖方法.

编写完成之后保存并退出，执行make指令就可以对应的可执行文件。

并且Makefile文件也可以简写为：

$@：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）。

4.3 make原理

首先会在当前目录下查找名为Makefile或makefile的文件。

目标确定：如果找到该文件，它会找文件当中的第一个目标文件。例如在上述例子中，会找到myfile这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件。
依赖检查：如果myfile文件不存在，或是myfile所依赖的Add.o文件和main.o文件的文件修改时间比myfile文件新，那么它就会执行后面的依赖方法来生成myfile文件。
递归依赖：如果myfile所依赖的Add.o文件不存在，那么make 会在Makefile文件中寻找目标为Add.o文件的依赖关系，如果找到则再根据其依赖方法生成Add.o文件，这是一个类似于堆栈的过程。
编译过程：由于Add.o文件和main.c文件是存在的，于是make会生成Add.o文件和main.o文件，然后再用Add.o文件和main.o文件生成最终的myflie文件。
依赖查找：Make会一层又一层地去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件。
错误处理：在寻找的过程中，如果出现错误，例如最后被依赖的文件找不到，那么make就会直接退出，并报错。

4.4 清理

同样为了方便清理对应的文件，我们也可以在makefile或Makefile中定义我们的清理逻辑。

清理逻辑我们一般定义为clean，没有被第一个目标文件直接或间接关联，那么它后面所定义的命令将不会被自动执行。一般使用指令make clean执行清理。

一般将这种清理我们可以设置为伪目标，用.PHONY修饰，其特性为：总是被执行。

4.5 修改时间

前面通过概念我们知道，如果我们重复执行make，系统会通过根据其时间戳判断是否执行。一般而言我们如果并没有对目标文件进行修改或者被.PHONY修饰的话，第二次执行make是不会执行的。

如果想让其多次被执行，我们除了选择用.PHONY修饰外，还可以通过touch指令改变其时间。

5. 调试器——gdb

gdb就是我们一般在Linux下的调试工具。

其中唯一需要注意的是调试必须在debug下进行，而如果不指定gcc/g++生成的文件为release版本。如果要生成debug需要在gcc/g++生成可执行程序时，加上-g选项。

然后我们可以通过指令gdb 调试文件调试目标文件。

以下是关于GDB常用的快捷键：

功能分类	功能描述	快捷键
调试	运行代码（启动调试）	run/r
调试	逐过程调试	next/n
调试	逐语句调试	step/s
调试	跳转至指定行	until 行号
调试	执行完当前正在调用的函数后停下来（不能是主函数）	finish
调试	运行到下一个断点处	continue/c
调试	修改变量的值为 x	set var 变量=x
显示	显示从第 n 行开始的源代码，每次显示 10 行，若 n 未给出则默认从上次的位置往下显示	list/l n
显示	显示该函数的源代码	list/l 函数名
显示	打印变量的值	print/p 变量
显示	打印变量的地址	print/p &变量
显示	打印表达式的值，通过表达式可以修改变量的值	print/p 表达式
显示	将变量加入常显示（每次停下来都显示它的值）	display 变量
显示	将变量的地址加入常显示	display &变量
显示	取消指定编号变量的常显示	undisplay 编号
显示	查看各级函数调用及参数	bt
显示	查看当前栈帧当中局部变量的值	info/i locals
断点	在第 n 行设置断点	break/b n
断点	在某函数体内第一行设置断点	break/b 函数名
断点	查看已打断点信息	info breakpoint/b
断点	删除指定编号的断点	delete/d 编号
断点	禁用指定编号的断点	disable 编号
断点	启用指定编号的断点	enable 编号
退出 GDB	退出 GDB	quit/q

6. 分布式版本控制系统——git

在Linux开发中，Git是一款强大的分布式版本控制系统。它可以高效管理代码的变更历史，方便团队协作开发。支持分支管理、合并操作等，极大地提高了软件开发的效率和可靠性。简单来说git就是一个代码托管平台。下面是使用git的步骤

第一步：使用指令sudo yum install -y git安装git。
第二步：在gitee上创建一个仓库。

第三步：将仓库克隆到本地。

首先在Linux中单独创建一个目录管理，然后使用指令git clone 链接将仓库克隆下来。

然后可能需要你输入对应的用户名称与密码。

第四步：进入相应仓库，将需要上传的代码拷贝到该路径下。

通过相应的指令上传代码。

首先通过指令git add 文件名将文件添加到暂存区，然后使用指令git commit -m "提交的内容信息或修改信息"将暂存区的文件更改提交到本地版本库，最后使用指令git push再输入gitee的用户名与密码就能将本地版本库中的提交推送到远程仓库。

如果是第一次提交git commit需要进行一个身份验证，你需要分别执行这两条指令git config --global user.email "you@example.com"与git config --global user.name "Your Name" 其中you@example.com变为自己的昵称与邮箱，"Your Name"换为你的昵称。

然后我们可以通过指令git log查看相关日志