Linux——Linux常见开发工具详解

Linux常见开发工具

文章目录

Linux常见开发工具
- 1. yum和apt
- - yum、apt是什么
  - 为什么要有包管理器
  - 包管理器怎么用
  - - yum
    - apt
  - 认识rpm包
- 2. vim
- - 安装vim
  - 个性化vim界面
  - vim常见操作
  - - 1. 命令模式下的操作
    - 2. 编辑模式下的操作
    - 3. 底行模式下的操作
    - 4. vim中的注释操作
# 输入注释符号
- 3. gcc
- - 3.1 安装
  - 3.2 基本命令格式
  - 3.3 常用选项
  - 3.4 编译过程
  - 3.5 库文件详解
  - - 3.5.1 静态库（Static Library）
    - 3.5.2 动态库（Dynamic Library）
  - 3.6 文件查看工具
  - - 3.6.1 file命令
    - 3.6.2 ldd命令
  - 3.7 链接选项
- 4. gdb
- - 4.1 简介
  - 4.2 安装
  - 4.3 可执行程序版本
  - 4.4 常用命令
  - 4.5 调试技巧
- 5. make和Makefile
- - 5.1 重要性
  - 5.2 安装
  - 5.3 Makefile语法详解
  - - 5.3.1 基本格式
    - 5.3.2 特殊变量
    - 5.3.3 通配符和模式规则
    - 5.3.4 伪目标
    - 5.3.5 条件判断
    - 5.3.6 函数
    - 5.3.7 包含其他Makefile
    - 5.3.8 常见用法示例
    - 5.3.9 常见错误
  - 5.4 常见写法
  - 5.5 make命令用法

1. yum和apt

yum、apt是什么

yum（yellowdog updater modified）是Red Hat、CentOS等RPM系Linux发行版的包管理器；
apt（advanced package tool）是Ubuntu\Debian系统的包管理器。

为什么要有包管理器

下载软件的本质，就是要获得编程语言通过编译、汇编、链接所形成的可执行程序，所以为了获得可执行程序，一般有以下三种方法：

获取到软件的源代码，自行编译链接形成可执行程序；
通过rpm获取rpm安装包，但是不会处理软件依赖；
通过yum、apt软件包管理器自动获取软件包，并处理软件依赖。

这样看，第三种方式是用户体验最轻松的，同时也是大多数人的选择。

包管理器怎么用

包管理器虽然好用，但必须要联网才能安装，因为包管理器需要和远程的包服务器进行通信，才能下载相应的软件包，可以通过ping命令来测试自己的网络状况。

yum

基本指令：

安装相关：

# 安装软件包
yum install package_name

# 安装本地RPM包，自动解决依赖
yum localinstall package.rpm

# 重新安装
yum reinstall package_name

# 安装特定版本
yum install package_name-1.0.0

删除相关：

# 删除软件包
yum remove package_name

# 删除软件包及其依赖
yum autoremove package_name

# 清除缓存
yum clean all
yum clean packages
yum clean metadata

更新相关：

# 检查更新
yum check-update

# 更新所有包
yum update

# 更新指定包
yum update package_name

# 系统升级
yum upgrade

查询搜索相关：

# 搜索包
yum search keyword

# 显示包信息
yum info package_name

#列出所有包（已安装和可安装的）
yum list

# 列出所有可安装的包
yum list available

# 列出所有已安装的包
yum list installed

# 列出可更新的包
yum list updates

apt

基本指令：

更新和升级：

# 更新软件包列表
apt update

# 升级所有可更新的包
apt upgrade

# 升级整个系统（可能会删除一些包）
apt full-upgrade

# 智能升级（最小升级）
apt dist-upgrade

安装和删除：

# 安装软件包
apt install package_name

# 重新安装
apt reinstall package_name

# 删除软件包
apt remove package_name

# 删除软件包及其配置文件
apt purge package_name

# 自动删除不需要的依赖包
apt autoremove

搜索和查询：

# 搜索包
apt search keyword

# 显示包信息
apt show package_name

# 列出所有包
apt list

# 列出已安装的包
apt list --installed

# 列出可升级的包
apt list --upgradable

缓存管理：

# 清理本地缓存
apt clean

# 清理旧版本的缓存
apt autoclean

# 下载包但不安装
apt download package_name

依赖处理：

# 修复依赖关系
apt --fix-broken install
# 或
apt -f install

# 检查依赖关系
apt check

# 构建依赖关系
apt build-dep package_name

常见选项是-y，大多数时候安装yum会询问是否继续安装，如果不想被询问可以带上-y（yes）自动确定。

因为包管理器安装通常涉及到目录的读写，一般我们在命令前都会带sudo或者用root安装

认识rpm包

RPM包的命名格式通常为：name-version-release.architecture.rpm

例如：nginx-1.20.1-9.el7.x86_64.rpm

各部分含义：

name: 软件包名称(如nginx)
version: 软件版本号(如1.20.1)
release: 发布版本号(如9.el7，其中el7表示RHEL/CentOS 7)
architecture: 架构平台(如x86_64、i686、noarch等)
.rpm: 文件扩展名

有��还可能在release前看到一些额外标识：

devel: 开发包
src: 源码包
debug: 调试包

2. vim

Vim 是一个强大的文本编辑器，和我们使用的图形化编辑器不同，vim主要通过命令来进行操作。

安装vim

#Centos等操作系统
sudo yum install -y vim

#Ubuntu等操作系统
sudo apt install -y vim

个性化vim界面

通过修改vim在~/.vimrc的个人配置文件，可以让vim的操作界面更美观和实用：

# 常见配置
set number          # 显示行号
set autoindent     # 自动缩进
set syntax on      # 语法高亮
set hlsearch       # 搜索高亮
set incsearch     # 增量搜索

vim常见操作

vim分为三种模式：

命令模式：默认模式，通过vim打开文件后默认进入命令模式，通过命令模式可以进入编辑模式和底行模式；
编辑模式：通过i、a、o进入编辑模式，在编辑模式下可以进行文本编辑；
底行模式：通过:进入底行模式，在底行模式下可以执行一些vim的命令。

1. 命令模式下的操作

光标移动：

h        # 左移一个字符
j        # 下移一行
k        # 上移一行
l        # 右移一个字符
w        # 移动到下一个单词开头
b        # 移动到上一个单词开头
0        # 移动到行首
$        # 移动到行尾
gg       # 移动到文件开头
G        # 移动到文件末尾
nG       # 移动到第n行

复制粘贴删除：

yy       # 复制当前行
nyy      # 复制从当前行开始的n行
p        # 粘贴到光标后
P        # 粘贴到光标前
dd       # 删除当前行
ndd      # 删除从当前行开始的n行
x        # 删除当前字符

撤销和重做：

u        # 撤销上一步操作
Ctrl + r # 重做上一步操作

2. 编辑模式下的操作

i        # 在光标处插入
I        # 在行首插入
a        # 在光标后插入
A        # 在行尾插入
o        # 在当前行下方新建一行
O        # 在当前行上方新建一行
ESC      # 退出编辑模式，返回命令模式

3. 底行模式下的操作

保存和退出：

:w       # 保存文件
:q       # 退出vim
:wq      # 保存并退出
:q!      # 强制退出，不保存修改
:set nu  # 显示行号
:n       # 跳转到第n行
:/word   # 搜索word
:s/old/new    # 替换当前行第一个old为new
:s/old/new/g  # 替换当前行所有old为new
:%s/old/new/g # 替换整个文件所有old为new
``

查找和替换：
```bash
/pattern # 向下搜索pattern
?pattern # 向上搜索pattern
n        # 继续搜索下一个
N        # 继续搜索上一个

4. vim中的注释操作

命令模式下批量注释：

Ctrl + v # 进入可视块模式
j/k # 选择要注释的行（上下移动选择多行）
I # 进入插入模式，光标会定位在行首
# 输入注释符号
ESC # 按两次ESC，注释会应用到所有选中的行

命令模式下批量去注释：

Ctrl + v # 进入可视块模式
j/k # 选择要去注释的行
x 或 d # 删除注释符号

底行模式下批量操作：

:1,5s/^/#/ # 注释第1-5行
:%s/^/#/ # 注释所有行
:1,5s/^#// # 取消第1-5行的注释
:%s/^#// # 取消所有行的注释

注：

^ 表示行首
# 可以替换成其他注释符号（如 //, -- 等）
1,5 可以替换成其他行号范围
% 表示所有行

3. gcc

3.1 安装

# Ubuntu/Debian系统
sudo apt-get update
sudo apt-get install gcc

# CentOS/RHEL系统
sudo yum install gcc

# 验证安装
gcc --version

3.2 基本命令格式

gcc [选项] 文件名

3.3 常用选项

-E：仅预处理，生成.i文件
-S：仅编译，生成汇编代码.s文件
-c：仅汇编，生成目标文件.o文件
-o：指定输出文件名
-g：包含调试信息，生成debug版本的可执行文件（如果不指定该选项��默认生成release版本的可执行文件）
-O[0-3]：优化级别（0-3）
-Wall：显示所有警告信息
-w：禁止所有警告信息
-I：指定头文件搜索目录
-L：指定库文件搜索目录
-l：指定链接的库名
-std=：指定C语言标准（如：c99、c11）
-D：定义宏
-fPIC：生成位置无关代码（用于共享库）

3.4 编译过程

预处理（Preprocessing）
```
gcc -E main.c -o main.i
```
- 展开宏定义
- 处理条件编译
- 删除注释
- 包含头文件
编译（Compilation）
```
gcc -S main.i -o main.s
```
- 将预处理后的文件翻译成汇编代码
汇编（Assembly）
```
gcc -c main.s -o main.o
```
- 将汇编代码转换为目标文件
链接（Linking）
```
gcc main.o -o main
```
- 将目标文件与库文件链接生成可执行文件

3.5 库文件详解

3.5.1 静态库（Static Library）

命名规则：lib[name].a

创建步骤：

gcc -c file1.c file2.c    # 生成.o文件
ar rcs libname.a file1.o file2.o    # 打包成静态库

使用方法：

gcc main.c -L. -lname -o main    # -L指定库路径，-l指定库名

优点：
- 执行速度快（直接包含在可执行文件中）
- 不依赖环境（独立性强）
- 移植方便
缺点：
- 占用磁盘空间大
- 更新维护不方便（需要重新编译）
- 内存利用率低（每个程序都要加载一份）

3.5.2 动态库（Dynamic Library）

命名规则：
- Linux：lib[name].so
- Windows：[name].dll

创建步骤：

gcc -fPIC -c file1.c file2.c    # 生成位置无关的.o文件
gcc -shared -o libname.so file1.o file2.o    # 生成动态库

使用方法：

gcc main.c -L. -lname -o main
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:.    # 添加库搜索路径

优点：
- 占用磁盘空间小
- 更新方便（只需替换库文件）
- 内存利用率高（多个程序共享）
缺点：
- 依赖环境（需要库文件存在）
- 运行速度较慢（需要动态加载）
- 移植相对复杂

注：
对于一个库的名字，实际上我们认为要掐头去尾，例如：libname.so，我们只认为name是库名，而lib是前缀，.so是后缀，因为有很多系统库既有动态库版本又有静态库版本，所以只取中间部分作为库名，我们进行链接选项的时候，也是只取库文件的中间部分。

3.6 文件查看工具

3.6.1 file命令

file [文件名]    # 查看文件类型

可以识别可执行文件、库文件的类型
显示是否为动态链接
显示目标架构

3.6.2 ldd命令

ldd [文件名]    # 查看程序依赖的共享库

显示程序依赖的所有动态库
显示动态库的完整路径
显示动态库的加载地址

3.7 链接选项

-l：指定链接的库名
-L：指定库文件搜索目录
-Wl,选项：传递选项给链接器
-static：强制使用静态链接（如果一个库中同时存在静态库和动态库，默认使用动态库，如果指定-static，则强制使用静态库）
-shared：生成共享库
-rpath：指定运行时库文件搜索路径
-Bstatic：优先使用静态库
-Bdynamic：优先使用动态库\

4. gdb

4.1 简介

GDB (GNU Debugger) 是GNU软件系统中的标准调试器，用于调试C/C++程序。

4.2 安装

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install gdb

# CentOS/RHEL
sudo yum install gdb

# 验证安装
gdb --version

4.3 可执行程序版本

GDB调试需要带有调试信息的可执行程序，有两种版本：

Release版本（默认）

gcc main.c -o main

去除调试信息
进行代码优化
文件体积小
运行速度快
不利于调试

Debug版本

gcc -g main.c -o main_debug

包含调试信息
不进行优化
文件体积大
运行速度相对慢
便��调试

4.4 常用命令

启动和退出：

gdb [program]    # 启动gdb
quit/q           # 退出gdb

运行控制：

run/r            # 运行程序
start            # 启动程序，在main函数处停止
continue/c       # 继续运行
next/n           # 单步执行（不进入函数）
step/s           # 单步执行（进入函数）
finish           # 运行至函数结束
until/u          # 运行至某行
kill            # 终止当前程序

断点操作：

break/b [位置]   # 设置断点
info break      # 查看断点信息
delete [编号]    # 删除断点
disable [编号]   # 禁用断点
enable [编号]    # 启用断点
clear [位置]     # 清除断点

查看代码：

list/l          # 显示源代码
display [变量]   # 跟踪查看变量
print/p [变量]   # 打印变量值
whatis [变量]    # 显示变量类型
info locals     # 显示局部变量
info args       # 显示函数参数

查看调用栈：

backtrace/bt    # 查看调用栈
frame [编号]     # 切换栈帧
info frame      # 查看栈帧信息
up              # 上一层栈帧
down            # 下一层栈帧

4.5 调试技巧

条件断点：

break [位置] if [条件]

观察点：

watch [变量]     # 变量被修改时停止
rwatch [变量]    # 变量被读取时停止
awatch [变量]    # 变量被访问时停止

捕获信号：

catch signal [信号名]

5. make和Makefile

make/Makefile是自动化构建工具，make是命令，Makefile是文件，两者要一起搭配使用。

5.1 重要性

自动化构建：自动完成编译、链接等步骤
增量编译：只重新编译修改过的文件
管理依赖关系：处理文件之间的依赖
提高效率：节省编译时间
跨平台：支持不同平台的编译

5.2 安装

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install make

# CentOS/RHEL
sudo yum install make

# 验证安装
make --version

5.3 Makefile语法详解

5.3.1 基本格式

目标: 依赖
    命令

注意：命令行前必须是Tab，不能是空格

5.3.2 特殊变量

自动变量：

$@：表示目标文件
$^：表示所有依赖文件
$<：表示第一个依赖文件
$?：表示比目标更新的依赖文件列表
$*：表示匹配模式中的%部分

示例：

main.o: main.c
    gcc -c $< -o $@    # 等价于 gcc -c main.c -o main.o

预定义变量：

CC：C编译器，默认为cc
CXX：C++编译器，默认为g++
CFLAGS：C编译选项
CXXFLAGS：C++编译选项
LDFLAGS：链接选项

示例：

CC = gcc
CFLAGS = -Wall -g
main: main.c
    $(CC) $(CFLAGS) $^ -o $@

5.3.3 通配符和模式规则

%：通配符，用于模式匹配

%.o: %.c
    $(CC) -c $< -o $@    # 将所有.c文件编译成.o文件

*：shell通配符，用于文件名匹配

clean:
    rm -f *.o    # 删除所有.o文件

5.3.4 伪目标

.PHONY：声明伪目标，不产生实际文件的目标

作用：

避免与同名文件冲突
强制执行命令
提高执行效率

示例：

.PHONY: clean all install

clean:
    rm -f *.o main

all: main test    # 构建多个目标

install:
    cp main /usr/local/bin/

5.3.5 条件判断

ifeq/ifneq - 字符串比较
语法：

ifeq (arg1, arg2)
    # commands if equal
else
    # commands if not equal
endif

ifneq (arg1, arg2)
    # commands if not equal
else
    # commands if equal
endif

示例：

ifeq ($(CC),gcc)
    CFLAGS = -Wall
else
    CFLAGS = -W
endif

# 也可以使用空格分隔
ifeq "$(CC)" "gcc"
    CFLAGS = -Wall
endif

ifdef/ifndef - 变量定义测试
语法：

ifdef VARIABLE
    # commands if variable is defined
else
    # commands if variable is not defined
endif

ifndef VARIABLE
    # commands if variable is not defined
else
    # commands if variable is defined
endif

示例：

# 检查是否定义了DEBUG
ifdef DEBUG
    CFLAGS += -g -DDEBUG
endif

# 检查编译器是否定义
ifndef CC
    CC = gcc
endif

5.3.6 函数

文本处理函数

a) subst - 字符串替换
语法：$(subst from,to,text)

# 将空格替换为逗号
COMMA_LIST = $(subst $(space),$(comma),$(LIST))

b) patsubst - 模式替换
语法：$(patsubst pattern,replacement,text)

# 将.c文件替换为.o文件
OBJS = $(patsubst %.c,%.o,$(SRCS))

c) strip - 去除空格
语法：$(strip string)

# 去除变量中的空格
CLEANED = $(strip $(VARIABLE))

文件名处理函数

a) dir - 取目录部分
语法：$(dir names...)

# 获取文件的目录部分
DIRS = $(dir src/foo.c src/bar.c)  # 结果：src/ src/

b) notdir - 取文件名部分
语法：$(notdir names...)

# 获取文件的名称部分
FILES = $(notdir src/foo.c src/bar.c)  # 结果：foo.c bar.c

c) suffix - 取后缀
语法：$(suffix names...)

# 获取文件后缀
SUFFIXES = $(suffix src/foo.c src/bar.h)  # 结果：.c .h

文件查找函数

a) wildcard - 获取匹配的文件列表
语法：$(wildcard pattern)

# 获取所有.c文件
SRCS = $(wildcard *.c)
# 获取多个目录下的.c文件
SRCS = $(wildcard src/*.c lib/*.c)

循环函数

a) foreach - 循环处理
语法：$(foreach var,list,text)

# 为每个目录添加前缀
DIRS = src lib test
SRCS = $(foreach dir,$(DIRS),$(wildcard $(dir)/*.c))

条件函数

a) if - 条件判断
语法：$(if condition,then-part[,else-part])

# 根据DEBUG变量设置编译选项
CFLAGS += $(if $(DEBUG),-g -DDEBUG,-O2)

调用shell函数

a) shell - 执行shell命令
语法：$(shell command)

# 获取当前目录
CURRENT_DIR = $(shell pwd)
# 获取系统类型
OS = $(shell uname -s)

示例：综合使用多个函数

# 获取所有源文件
SRCS = $(wildcard src/*.c)
# 生成目标文件列表
OBJS = $(patsubst src/%.c,obj/%.o,$(SRCS))
# 确保目标目录存在
$(shell mkdir -p obj)

# 根据操作系统设置不同的选项
ifeq ($(shell uname),Linux)
    LDFLAGS += -ldl
endif

# 为每个源文件目录添加include路径
DIRS = src lib
INCLUDES = $(foreach dir,$(DIRS),-I$(dir))

5.3.7 包含其他Makefile

include config.mk rules.mk

5.3.8 常见用法示例

SRCDIRS = src lib test
SOURCES = $(foreach dir,$(SRCDIRS),$(wildcard $(dir)/*.c))
OBJECTS = $(SOURCES:.c=.o)

main: $(OBJECTS)
    $(CC) $(OBJECTS) -o $@

%.o: %.c
    $(CC) -c $< -o $@

自动依赖生成：

%.d: %.c
    @set -e; rm -f $@; \
    $(CC) -MM $< > $@.$$$$; \
    sed 's,\($*\)\.o[ :]*,\1.o $@ : ,g' < $@.$$$$ > $@; \
    rm -f $@.$$$$

include $(SOURCES:.c=.d)

调试和发布版本：

ifdef DEBUG
    CFLAGS += -g -DDEBUG
else
    CFLAGS += -O2 -DNDEBUG
endif

debug:
    $(MAKE) DEBUG=1 all

5.3.9 常见错误

命令行前使用空格而不是Tab
循环依赖
文件名包含特殊字符
忘记声明伪目标
规则顺序不当

5.4 常见写法

简单版本：

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

多文件版本：

CC = gcc
CFLAGS = -Wall -g

main: main.o utils.o
    $(CC) $(CFLAGS) main.o utils.o -o main

main.o: main.c
    $(CC) $(CFLAGS) -c main.c

utils.o: utils.c
    $(CC) $(CFLAGS) -c utils.c

clean:
    rm -f *.o main

通用版本：

CC = gcc
CFLAGS = -Wall -g
OBJS = main.o utils.o
TARGET = main

$(TARGET): $(OBJS)
    $(CC) $(CFLAGS) $(OBJS) -o $(TARGET)

%.o: %.c
    $(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@

.PHONY: clean
clean:
    rm -f $(OBJS) $(TARGET)

5.5 make命令用法

make            # 执行默认目标
make [目标]     # 执行指定目标
make -n         # 显示命令但不执行
make -j4        # 并行执行（4个作业）
make clean      # 清理编译产物

常用选项：

-f file：指定makefile文件
-C dir：切换到指定目录
-B：强制重新构建
-d：调试模式
-v：显示版本信息