9/24作业

1. 分文件编译

分什么要分文件编译？

防止主文件过大，不好修改，简化编译流程

1) 分那些文件

头文件：所有需要提前导入的库文件，函数声明

功能函数：所有功能函数的定义

主函数：main函数，所有的函数调用

2) 头文件的格式

头文件需要有防止头文件重复包含的机制

#ifndef __文件名大写_H__
#define __文件名大写_H__

#endif

3) 如何编译

分文件编译的代码需要将两个.c联合编译

gcc main.c add.c

2. Makefile

Makfile是一个工程管理文件

作用：帮助程序员，简化编译流程

1) 理论基础

gcc分步编译：(分为4步)

预处理 -----> 编译 ------> 汇编 ------>链接

Makefile把编译过程分为两步：

生成二进制文件.o文件
使用.o文件完成最后的链接过程

2) Makefile文件的作用

简化了编译流程，可以完成每次不需要把全部的源文件都重新编译

如果源文件发生修改，只需要重新编译发生修改的源文件即可，节省了编译时间

Makefile会检查文件的时间戳，如果有文件时间戳更新(改文件就会重新生成)

3) make工具

sudo apt-get install make

make工具是读Makefile文件使用的，Makefile文件是make工具的唯一读入文件，

如果Makefile和makefile同时存在，make工具会自动读入小写的makefile文件

make的标准使用格式：
make 目标 ---> 直接运行Makefile中指定目标的那一条规则

如果直接在终端输入make并回车，make工具会自动执行Makefile中第一个目标

make -f 文件名目标名 ---> 不读入默认文件，读入指定文件的指定目标

4) Makefile文件的书写

Makefile文件由：规则、变量、条件编译、函数构成

5) 规则的构成

Makefile由多条规则构成，每一条规则包含

目标:依赖

<tab>指令

#这是一条规则
目标:依赖
指令 #指令前面一定是一个tab键不是四个空格
#一般指令是依赖生成目标的过程

一条规则中一定要有一个目标，一条规则中可以有多个依赖
一条规则可以没有依赖，只执行某些指令
一条规则可以没有指令，只描述目标和依赖之间的关系

6) 第一个版本Makefile

all:main    # 一般makefile中的第一个目标都是all:可执行文件
# 为了保证，最后Makefile文件执行后一定会生成一个可执行文件

main:main.o add.o 
    gcc main.o add.o -o main
main.o:main.c
    gcc -c main.c -o main.o
add.o:add.c
    gcc -c add.c -o add.o

clean:            # 删除生成的中间文件和可执行文件
    rm *.o main

makefile会自动进行推导(makefile没每次运行前，会自动生成文件依赖树)

7) Makefile中的变量

i) 自定义变量

变量名=变量的值 (Makefile中赋值运算两侧可以有空格也可以没有)
使用变量的值: ${}、$()、$ ---> 推荐使用 $()和shell做区分

= : 递归赋值 (以最后一次赋值为准)
+= : 追加赋值(追加新的值)
:= : 立即赋值(当前是什么值就立即赋值)
?= : 条件赋值(判断之前是否定义，如果定义，不重新赋值，否则赋值)

ii) 预定义变量

系统预先定义好的一些变量，可能有默认值可能没有

RM 文件删除程序的名称，默认值为 rm -f

CC C编译器的名称，默认值是cc

CPP C预编译器的名称，默认值是 $(CC) -E

CFLAGS C编译器的选项，无默认值

OBJS 生成的二进制文件或者目标文件，自己定义的

8) 第二个版本Makefile

引入变量

EXE=main        # 保存可执行文件
OBJS=main.o add.o
CC=gcc            # Makefile中表示使用的编译器
CFLAGS=-c -g -Wall -o    # -g：调试    -Wall：显示警告


all:$(EXE)    
$(EXE):$(OBJS)
    $(CC) $(OBJS) -o $(EXE)
main.o:main.c
    $(CC) $(CFLAGS) main.o main.c
add.o:add.c
    $(CC) $(CFLAGS) add.o add.c

clean:
    $(RM) $(OBJS) $(EXE)

9) 引入自动变量和通配符

自动变量：
$@ 目标文件的完整名称
$< 第一个依赖文件
$^ 所有不重复的依赖文件。以空格分开

通配符：
*:通配所有的情况
%:是一种(字符串的)模式匹配，在Makefile中的作用是,有一个.o，就匹配一个同名的.c
%.o:%.c ------>从上一条规则中，获取到需要两个.o文件，fun.o和main.o，使用%进行模式匹配

10) 第三个版本Makefile

EXE=main
OBJS=main.o add.o
CC=gcc
CFLAGS=-c -g -Wall -o

all:$(EXE)    
$(EXE):$(OBJS)
    $(CC) $^ -o $(EXE)
%.o:%.c
    $(CC) $(CFLAGS) $@ $<

clean:
    $(RM) $(OBJS) $(EXE)

11) 伪目标

在Makefile中，有些目标并不需要生成文件，也没有文件依赖，往往把这样的目标定义为伪目标，为了防止，因为存在和目标同名的文件而不能执行目标的情况发生。

直接将目标定义为伪目标.PHONY

.PHONY:目标

伪目标的作用：不会检查时间戳，直接执行规则中的内容

EXE=main
OBJS=main.o add.o
CC=gcc
CFLAGS=-c -g -Wall -o

all:$(EXE)    
$(EXE):$(OBJS)
    $(CC) $^ -o $(EXE)
%.o:%.c
    $(CC) $(CFLAGS) $@ $<

.PHONY:clean
clean:
    $(RM) $(OBJS) $(EXE)

12) 引入函数

make中提供了内置函数

因为内置函数是帮助程序员查找文件信息的，所以要求在查找路径下，只要程序需要的.c文件，没有其他程序的.c文件

i) wildcard

功能：根据给定的条件，获取指定的文件名(找文件名的功能)

$(wildcard 指定字符串的格式)

$(wildcard *.c) ---> 找到当前路径下，所有.c文件的文件名

ii) patsubst

功能：模式匹配替换字符串

$(patsubst 源格式,目标格式,要替换的字符串)······
$(patsubst %.c,%.o,main.c add.c) ---> 获取到 main.c add.c字符串，根据模式匹配，得到 main.o add.o 字符串
每一个参数之间以逗号作为分隔，要替换的字符串之间以空格作为分隔

13) 第四版Makefile

EXE=main
FILES=$(wildcard *.c)
OBJS=$(patsubst %.c,%.o, $(FILES))
CC=gcc
CFLAGS=-c -g -Wall -o

all:$(EXE)    
$(EXE):$(OBJS)
    $(CC) $^ -o $(EXE)
%.o:%.c
    $(CC) $(CFLAGS) $@ $<

.PHONY:clean
clean:
    $(RM) $(OBJS) $(EXE)

3. gdb调试工具

1) gdb调试的作用

gdb用于调试代码中逻辑错误，而非语法错误

2) gdb调试流程

1. 生成可以使用gdb调试的只执行文件
gcc -g xxx.c ---> 生成的文件可以使用gdb调试
2. 进入到gdb工具
gdb 可执行文件名 ---> 使用gdb工具开始调试可执行文件

r/run：运行代码
l/list：显示当前行下面的10代码
b/break 函数名/行号：添加断点
info b：查询断点信息
d/delete num：删除断点
p/print 变量名：查看变量的值
s/step：单步调试程序，如果是函数会进入
n/next：单步调试程序，如果是函数整体执行，不会进入
help：帮助
q：退出调试工具