第2章 编程背景

• 第2章 编程背景
  • 1 Linux中的文本编辑器
    • vim
      • ①简介
      • ②操作过程
  • 2 程序开发
    • （1）程序开发步骤
    • （2）静态与动态链接
      • 静态链接
      • 动态链接
    • （3）可执行文件
    • （4）程序执行过程
  • 3 链接库
    • （1）创建静态链接库
    • （2）创建动态链接库
  • 4 GDB调试工具
  • 5 C语言相关

1 Linux中的文本编辑器

vim

①简介

vim有3种不同的操作模式，分别是

• 命令模式：用于输入命令
• 插入模式：用于输入和编辑文本。
• 末行模式：用于保存文件并退出。

vim启动时，处于默认的命令模式，在该模式下，大多数键表示特殊命令。移动光标的命令键示例如下：

- h：将光标向左移动一个字符
- l：将光标向右移动一个字符
- j：将光标向下移动一个字符
- k：将光标向上移动一个字符

在X-window中使用vim时，也可以通过箭头键来完成光标的移动。要输入文本进行编辑，用户必须输入i（插入）或a（追加）命令将vim切换到插入模式：

- i：切换到插入模式，插入文本。
- a：切换到插入模式，追加文本。
  要退出插入模式，请按ESC键一次或多次。在命令模式下，输入“:”进入末行模式，将文本保存为文件或退出vim：
- :w：写入（保存）文件。
- :q：退出vim。
- :wq：保存并退出。
- :q!：不保存更改，强制退出。

虽然许多Unix用户已经习惯了vim不同的操作模式，但是其他用户可能认为与其他基于图形用户界面（GUI）的编辑器相比，vim使用起来既不自然也不方便。以下类型的编辑器属于通常所说的所见即所得（WYSIWYG）编辑器。在WYSIWYG编辑器中，用户可以输入文本，用箭头键移动光标，和普通的文本输入一样。通常，通过输入一个特殊的meta键，接着输入一个字母键即可创建命令。例如：

- Ctrl+C：中止或退出。
- Ctrl+K：删除行到缓冲区。
- Ctrl+Y：从缓冲区内容中复制或粘贴。
- Ctrl+S：保存已编辑文本等。

②操作过程

1. 安装sudo apt install - y vim

   我这里报错，教程上的方法也不行，我猜测应该换源

​ 之前换过一次源，可还是没效果，这次用了中科大源，终于解决了

​ 参考linux虚拟机换源

​ 换源后下载，成功

2 程序开发

（1）程序开发步骤

1. 创建源文件

   

2. 用gcc把源文件转换成二进制可执行文件a.out。如： gcc t1.c t2.c

   gcc是一个程序，包含三个主要步骤：

   

   （1）将C源文件转换为汇编代码文件，即将.c文件转为.s文件。

   （2）将汇编代码转换为目标代码，即将.s文件转为.o文件。

   （3）链接。

   • 将.o文件的所有代码段组合成单一代码段。
   • 将所有数据段组合成单一数据段。
   • 将所有BSS段组合成单一bss段。
   • 使用.o文件的重定位信息调整组合指针、数据和bss段的偏移量。
   • 用符号表来解析各个.o文件之间的交叉引用。

   ​

   推荐博客如何在linux（ubantu）操作系统运行c语言文件，介绍了使用自带的文本编辑器和vim两种方式

   编译时我又出现了问题，报错说编译失败，找不到stdio.h。又是一波查教程，最后还是换源。这次把清华源也加进去了。

   参考博客：fatal error: stdio.h: No such file or directory

   换源的时候又遇到另一个报错：E: Could not open lock file /var/lib/apt/lists/lock - open (13: Permission denied)

   最终完美解决！

   

   总的来说步骤如下：

   1. 找到保存的文件，在该目录下“右键鼠标”，选择“在终端打开”
   2. 输入“ls”命令看到本目录下有我们的文件“hello.c”，

   （如果你想要运行c++文件，那么刚刚在创建文件的时候要选择语言为cpp）

   3. 使用命令”gcc hello.c -o hello“将c语言文件”hello.c“编译成”hello“的可执行文件，
   4. 最后用”./hello“运行该文件，可以看到输出结果为”Hello world！“。

（2）静态与动态链接

创建二进制可执行文件的两种方式：静态链接与动态链接

1. 静态链接

   链接器将所有必要的库函数代码和数据纳入a.out文件中。这使得a.out文件完整、独立，但通常非常大。

2. 动态链接

• 减小每个a.out文件大小；
• 许多执行程序在内存中共享相同库函数；
• 修改库函数无需重新编译源文件。
  动态链接所用的库称为动态链接库（DLL）。它们在Linux中称为共享库(.so文件)。动态加载（DL）库是指按需加载的共享库，可用作插件和动态加载模块。

（3）可执行文件

虽然默认的二进制可执行文件名为a.out，但实际文件格式可变。其中包括

1. 二进制可执行平面文件
2. a.out可执行文件
3. ELF可执行文件（Linux中默认的二进制可执行文件，更适合动态链接）

（4）程序执行过程

1. 读取a.out文件头，以确定所需的总内存大小，包含栈空间大小：TotalSize = _brk +stackSize
2. sh从总大小中分配一个内存区给执行映像
3. sh放弃旧映像，开始执行新映像
4. 执行从crt0.o开始，调用main（）

3 链接库

（1）创建静态链接库

gcc -c mysum.c
ar rcs libmylib.a mysum.o
gcc -static t.c -L. -lmylib
a.out

静态库的构建：
A.编辑库的实现代码和接口声明

B、编译成目标文件

命令：gcc -c calc.c
gcc -c show.c
生成.o文件
C、打包成静态库
命令：ar -r libmath.a calc.o show.o
D、编译并链接静态库
命令：gcc main.c libmath.a
最后生成一个a.out可执行文件
使用命令：./a.out运行程序。

（2）创建动态链接库

gcc -c -fPIC mysum.c
gcc -shared -o libmylib.so mysum.o
gcc t.c -L. -lmylib
export LD_LIBRARY_PATH=./
a.out

网络分享：Linux学习一：创建静态库以及静态库链接，并执行a.out文件

什么是静态库？
1、静态库的本质就是将目标文件打包成一个文件。
2、链接静态库就是将库中被调用的代码复制到调用模块中。
3、静态库的扩展名是.a 例：libxxx.a

4 GDB调试工具

1. 创建makefile：

   t: t.c
   gcc -g -o t t.c
   

2. 然后使用EMACS编辑c语言源文件。

3. 编译源代码，打开Tools菜单，选择编译或输入gcc -g -o t t.c命令

4. 启动GDB

5. 多窗口GDB：从GDB菜单中，选择Gud->GDB-MI->Display Other Windows

5 C语言相关

• 结构体和指针
• 链表处理
• 树与二叉树