今天就跟大家聊聊有關(guān)linux程序開(kāi)發(fā)如何入門(mén),可能很多人都不太了解,為了讓大家更加了解,小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容,希望大家根據(jù)這篇文章可以有所收獲。
成都創(chuàng)新互聯(lián)公司專(zhuān)注于企業(yè)全網(wǎng)整合營(yíng)銷(xiāo)推廣、網(wǎng)站重做改版、布爾津網(wǎng)站定制設(shè)計(jì)、自適應(yīng)品牌網(wǎng)站建設(shè)、H5開(kāi)發(fā)、商城開(kāi)發(fā)、集團(tuán)公司官網(wǎng)建設(shè)、外貿(mào)網(wǎng)站制作、高端網(wǎng)站制作、響應(yīng)式網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)等建站業(yè)務(wù),價(jià)格優(yōu)惠性?xún)r(jià)比高,為布爾津等各大城市提供網(wǎng)站開(kāi)發(fā)制作服務(wù)。
總會(huì)看到有人說(shuō)Linux上的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)是高手才可以完成的,而且這種“迷信”在目前似乎還很普遍。然而,情況并不是這樣的,從程序庫(kù)的支持方面,Linux平臺(tái)為用戶級(jí)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)提供了很多功能強(qiáng)大且豐富的程序庫(kù),而且它們大部分是跨平臺(tái)的(Boost、OpenGL、STL、Qt、Java等)和基于POSIX標(biāo)準(zhǔn)的(glibc等),同時(shí)Linux內(nèi)核還為驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)提供了功能完備的內(nèi)核接口,從開(kāi)發(fā)工具方面,Linux提供了功能強(qiáng)大的編譯器GCC和調(diào)試器GDB,借助它們的幫助,我們可以很輕松的在Linu x上開(kāi)發(fā)出可移植性的應(yīng)用程序。既然如此,“迷信”又源于何來(lái)呢?我想,一方面由于詳細(xì)介紹Linux各種開(kāi)發(fā)的書(shū)籍較少,各種Linux應(yīng)用在國(guó)內(nèi)仍不普及,另一方面則是由于很多人在安裝好一個(gè)Linux后,苦于找不到一個(gè)得心應(yīng)手的IDE環(huán)境,從而感到不知所措,畢竟,我們很多人都習(xí)慣了寫(xiě)好程序后,按下F5,剩下的任務(wù)就讓IDE全權(quán)代理了。其實(shí)想在Linux下如此這般當(dāng)然也沒(méi)問(wèn)題。既然說(shuō)到了IDE,就讓我們從它開(kāi)始吧,相信選擇一個(gè)好的IDE環(huán)境是你整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程的一個(gè)不錯(cuò)的開(kāi)始。
工欲善其事必先利其器——IDE篇
其實(shí)Linux下有許多功能強(qiáng)大的IDE環(huán)境,因?yàn)閺哪撤N意義上說(shuō),Linux是專(zhuān)為開(kāi)發(fā)者準(zhǔn)備的操作系統(tǒng),這個(gè)東西當(dāng)然少不了,在這里為讀者介紹一些比較常用的IDE。
KDevelop
這是一個(gè)用Qt開(kāi)發(fā)的IDE,其主要支持的語(yǔ)言是C / C++,
Eclipse
近年來(lái),eclipse可以說(shuō)發(fā)展極為迅速,它不僅是一個(gè)以java為主的開(kāi)發(fā)平臺(tái),其功能強(qiáng)大的插件體系結(jié)構(gòu)使得它可以被當(dāng)作各種應(yīng)用程序來(lái)使用。作為各種插件的載體,eclipse提供了完整的GUI接口,用戶完全可以借助eclipse來(lái)只關(guān)心自己想做的工作。
Emacs
VIM
山高月曉水落石出——IDE后臺(tái)的故事GCC篇
前面我們簡(jiǎn)要介紹了一些IDE環(huán)境,其中所有C/C++相關(guān)程序的編譯都是由GCC來(lái)完成的,而IDE只不過(guò)起到了一個(gè)收集編譯信息和為我們的項(xiàng)目生成makefile等作用(后面我們會(huì)提到)。出于目前Linux開(kāi)發(fā)的特點(diǎn),C仍是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的主流語(yǔ)言。所以,對(duì)GCC有一個(gè)全面的了解是很有必要的,一旦IDE不能滿足你的需求,我們要有手工打造程序的能力,而且出于學(xué)習(xí)的目的,我們往往不需要IDE生成的那些復(fù)雜的文件,為一個(gè)Hello world生成2M多的文件顯然是多余的。
GCC的全稱(chēng)是GNU Compiler Collection,從這個(gè)名字我們不難看出,GCC代表著一個(gè)編譯器的集合,目前GCC可以支持C, C++, Objective-C, Objective-C++, Fortran, Java, and Ada等語(yǔ)言。但是出于一般性考慮,我們這里只討論GCC中的C/C++部分。
目前GCC的***發(fā)布版是4.0.0,但是這個(gè)版本由于使用了新技術(shù)和新的編碼規(guī)范,很多舊的代碼都需要修改才可以通過(guò)編譯,所以并不推薦使用這個(gè)版本。而相對(duì)穩(wěn)定的新版本目前是3.4.4,大家可以到GNU的主頁(yè)上更新下載。那么究竟GCC強(qiáng)大在哪里,如何使用?下面我就通過(guò)幾個(gè)簡(jiǎn)單而實(shí)際的例子帶你看看GCC提供的強(qiáng)大功能。
通過(guò)Helloworld的編譯熟悉GCC的基本使用方法
似乎為所有新語(yǔ)言提供一個(gè)Hello World樣本程序已經(jīng)成為了一種不成文的標(biāo)準(zhǔn),人們通過(guò)它來(lái)認(rèn)識(shí)語(yǔ)言的一些基本要素。在這里,我們使用一個(gè)Hello World來(lái)看看如何用GCC生成可執(zhí)行文件。
把上面的文件存成helloworld.c,之后打開(kāi)控制臺(tái),輸入如下的命令gcc helloworld.c –o helloworld如果一切正常的話,你的控制臺(tái)上應(yīng)該沒(méi)有任何輸出。用ls查看你的工作目錄,你會(huì)發(fā)現(xiàn)目錄下多了一個(gè)名為helloworld的可執(zhí)行文件,之后,執(zhí)行./hellworld
就會(huì)看到這個(gè)程序的輸出了
很簡(jiǎn)單不是嗎?但是學(xué)過(guò)計(jì)算機(jī)的朋友都應(yīng)該知道,程序的編譯過(guò)程要分為下圖所示的過(guò)程而GCC的強(qiáng)大之處就在于它允許你在上面所示的任何一個(gè)過(guò)程中停下來(lái)查看中間結(jié)果,并對(duì)其加以控制。
1. 預(yù)處理首先是預(yù)處理過(guò)程,GCC的-E選項(xiàng)可以讓GCC在預(yù)處理后停止編譯,并向標(biāo)準(zhǔn)輸出打印預(yù)處理過(guò)后的文件。下面的-o用于指定輸出文件的文件名。
gcc –E hellowrold.c –o helloworld.cpp下面是helloworld.cpp的一部分的內(nèi)容,我們看到,文件已經(jīng)包含了stdio.h中的內(nèi)容。
如果我們想執(zhí)行下一步的編譯過(guò)程,可以繼續(xù)使用GCC的-x
l c c-header c-cpp-output
l c++ c++-header c++-cpp-output
l assembler assembler-with-cpp
另外,下表列出了常用的GCC后綴名
當(dāng)然,你也可以省略掉language type的部分,這時(shí)候GCC會(huì)根據(jù)文件的后綴名自行判斷,就像你沒(méi)有使用該選項(xiàng)一樣。
下面繼續(xù)我們的編譯過(guò)程
2. 編譯如果我們想獲得編譯后的源文件可以使用-S選項(xiàng),該選項(xiàng)讓gcc只執(zhí)行編譯(生成匯編文件)而不進(jìn)行匯編(生成目標(biāo)文件),此時(shí),我們可以用-o選項(xiàng)指定輸出的匯編文件的名稱(chēng)。
gcc –S helloworld.cpp –o hellowrld.S
3. 匯編另外,我們還可以使用GCC的-c選項(xiàng)來(lái)編譯和匯編源文件而不鏈接,此時(shí)-o指定的輸出文件就是編譯后的目標(biāo)文件名gcc –x c++ -c helloworld.cpp –o helloworld.o
4. 鏈接***,我們可以利用GCC來(lái)把我們剛才生成的.o文件鏈接成可執(zhí)行程序gcc helloworld.o –o helloworld這一次,我們使用了-o選項(xiàng)指定了可執(zhí)行文件名,也就是說(shuō),根據(jù)輸入文件類(lèi)型的不同,-o有著不同的含義。
5. 函數(shù)庫(kù)的鏈接和包含文件對(duì)于我們編寫(xiě)的任和一個(gè)程序,沒(méi)有庫(kù)函數(shù)的支持是不可想象的,而當(dāng)我們要使用的頭文件和函數(shù)庫(kù)不在GCC默認(rèn)的搜索路徑下的時(shí)候(例如OpenGL、Qt、KDE、Boost等),我們就需要手工來(lái)告訴GCC他們的位置。
先來(lái)看頭文件路徑的指定。我們可以利用-I
–L/usr/X11R6/lib–lX11
另外,GCC在默認(rèn)情況下使用共享庫(kù)來(lái)鏈接程序,而當(dāng)你想鏈接靜態(tài)庫(kù)的時(shí)候,一定要使用-static選項(xiàng),例如-lncurses -static
在這一部分的***,我們對(duì)編譯時(shí)用到的GCC常用命令做一個(gè)簡(jiǎn)要的總結(jié)
上面,我們提到了關(guān)于GCC編譯的常用命令,這里另外補(bǔ)充一些幫助性的常用命令,他們可以讓你對(duì)GCC的基本配置和使用作一個(gè)了解。
在這部分的***,我們來(lái)談一談關(guān)于構(gòu)建軟件時(shí)鏈接參數(shù)的設(shè)定問(wèn)題。在上面的第5部分我們已經(jīng)提到了,函數(shù)庫(kù)的使用是需要-L和-l一起配合來(lái)使用的,但實(shí)際上,往往一個(gè)像樣的程序需要很多庫(kù)的支持,例如,如果你需要編寫(xiě)一個(gè)GTK程序,我們需要下面的鏈接參數(shù):-L/usr/lib -L/usr/X11R6/lib -lgtk -lgdk -rdynamic -lgmodule -lglib -ldl -lXi -lXext -lX11 –lm,看上去有些嚇人,你可能會(huì)問(wèn),我如何知道需要這些呢,如果我想編寫(xiě)KDE的程序呢,還有OpenGL呢?其實(shí),情況比你想象的要好很多,在/usr/bin目錄下,有很多名為xxx-config的腳本,它們的作用就是向用戶顯示編譯鏈接程序時(shí)使用的參數(shù)的。這些腳本可以接受一些參數(shù),比較常用的有—libs用于列出鏈接特定程序時(shí)使用的程序庫(kù),另外--cflags用于生成頭文件的包含目錄,也就是上面我們提到的-I參數(shù)。于是,對(duì)于GTK程序,我們可以使用下面的命令來(lái)編譯:gcc gtksource.c `gtk-config –libs --cflags`當(dāng)然,為每一種程序?qū)懸粋€(gè)config顯然不是一個(gè)好辦法,目前新的開(kāi)發(fā)包都使用pkg-config這個(gè)腳本來(lái)生成鏈接參數(shù)。你可以使用pkg-config –list-all查看pkg-config支持的所有鏈接參數(shù)當(dāng)你在上面這份列表中查到了自己想要程序包時(shí),就可以使用下面的命令來(lái)編譯程序了gcc.suffix `pkg-config
讓GCC幫助你更好的工作
上面我們簡(jiǎn)單介紹了GCC的常用命令行選項(xiàng),其實(shí)GCC的功能比上面提到的那些要豐富得多,GCC對(duì)代碼的警告、優(yōu)化、調(diào)試等方面提供了豐富的支持,下面我們就從一些例子來(lái)看看GCC提供的這些功能。
1.對(duì)問(wèn)題代碼提出警告
GCC對(duì)程序代碼提供了完整的檢查功能,由于C/C++語(yǔ)言本身的特點(diǎn),很多錯(cuò)誤都是程序員無(wú)意間犯下的,例如使用了未定義的變量、在bool表達(dá)式中使用了=而不是==等等問(wèn)題,利用GCC提供的代碼檢查功能,我們可以讓編譯器為我們找到這些問(wèn)題,避免運(yùn)行時(shí)發(fā)生災(zāi)難。
首先,我們來(lái)看一個(gè)“問(wèn)題代碼”
/* test_warning.c We use this file to check the warning facilities provided by GCC*/ #include
void main() { /* main should return int*/
int a, b; long long l = 2.2; /* long long type is GNU extension, not standard ANSI / ISO type*/
miss_decl(); /* We call an undeclared function*/
if (a = 0) /* May be we want == here instead of =*/
printf (“a really equals to 0?\n”); if (b != 0) /* We used uninitialized variables*/ /* %d and “We should put b here” don‘t match*/ printf(“We make a mistake again! b = %d\n”, “We should put b here”);
};
void miss_decl() {
/* /* This type of annotation is prohibited*/
printf(“We should put the declaration before it‘s been used!\n”);
}
上面這些代碼故意制造了很多編程中出現(xiàn)的常見(jiàn)問(wèn)題,接下來(lái),我們就用這段代碼來(lái)檢測(cè)一下GCC提供的各種常用的警告設(shè)施。
首先,我們不使用任何警告設(shè)施編譯上面的程序gcc test_warning.c –o test_warning默認(rèn)情況下,GCC會(huì)給出輸出,其中GCC識(shí)別出了main函數(shù)不標(biāo)準(zhǔn)(warning)以及使用了未聲明的函數(shù)(error)兩個(gè)問(wèn)題,但是其他的GCC并未察覺(jué)。
1.利用-pedantic找出不符合ANSI / ISO標(biāo)準(zhǔn)的代碼
執(zhí)行下面的命令:gcc –pedantic test_warning.c –o test_warning可以看到,這次GCC以警告的形式報(bào)告了代碼中l(wèi)ong long的使用,但是要說(shuō)明的是我們并不能依賴(lài)這個(gè)選項(xiàng)來(lái)保證我們的代碼完全符合ANSI / ISO標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)樵撨x項(xiàng)只報(bào)告ANSI C要求編譯器進(jìn)行檢察的內(nèi)容。另外,你還可以使用-pedantic-errors讓GCC把所有的警告都變成錯(cuò)誤。
2. 利用-Wformat檢查printf中的參數(shù)不匹配問(wèn)題執(zhí)行下面的命令:gcc –Wformat test_warning.c –o test_warning
3. 利用-WComment找出注釋中的錯(cuò)誤執(zhí)行下面的命令:gcc –WComment test_warning.c –o test_warning
4. 利用-Wparentheses查找bool表達(dá)式中的=錯(cuò)誤執(zhí)行下面的命令:gcc –Wparentheses test_warning.c –o test_warning
5. 用-Wuninitialized查找未初始化變量的使用執(zhí)行下面的命令:gcc –O –Wuninitialized test_warning.c –o test_warning值得說(shuō)明的是,在使用這個(gè)選項(xiàng)的時(shí)候,一定要配合上-O(后面我們會(huì)提到)選項(xiàng)
6. 利用-Wimplicit-function-declaration / -Werror-implicit-function-declaration檢查未聲明函數(shù)的使用執(zhí)行下面的命令:gcc -Wimplicit-function-declaration test_warning.c –o test_warning另外-Werror-implicit-function-declaration和-Wimplicit-function-declaration作用是類(lèi)似的,只是如果你使用了未聲明的函數(shù),前者會(huì)把它認(rèn)為是一個(gè)錯(cuò)誤。
7. 如果你只是想對(duì)你的代碼進(jìn)行全面的檢查,你大可不必把上面的選項(xiàng)一并列出來(lái),GCC提供了-Wall選項(xiàng),含義就是列出所有代碼中的警告執(zhí)行下面的命令:gcc –Wall test_warning.c –o test_warning 8. 如果你想走另一個(gè)極端,也就是不想讓gcc輸出任何警告,那么使用-w選項(xiàng),該選項(xiàng)禁止所有的警告執(zhí)行下面的命令:gcc –w test_warning.c –o test_warnin
<輸出結(jié)果>
對(duì)于上面所有的選項(xiàng),你都可以把它們和-Werror選項(xiàng)一起使用,這樣就可以把所有的警告都變成錯(cuò)誤。另外,如果你只是想對(duì)代碼進(jìn)行檢查而并不執(zhí)行編譯的話,可使用-fsyntax-only選項(xiàng),像下面的命令這樣gcc –fsyntax-only test_warning.c基本上來(lái)說(shuō),我們常用的一些警告選項(xiàng)就是這些,而其中-Wall更是我們極為常用的功能。
2. 優(yōu)化選項(xiàng)這一部分的內(nèi)容可以分成兩部分,一部分是讓編譯器對(duì)代碼進(jìn)行分析
后,進(jìn)行的代碼優(yōu)化,另一部分是我們可以為編譯器制定一些關(guān)于硬件的信息,讓他生成對(duì)硬件結(jié)合的更好的代碼,而我們之所以要用源代碼來(lái)編譯程序,很多情況下,是出于這方面的原因。
首先來(lái)看代碼優(yōu)化,從代碼的整體優(yōu)化上,GCC提供了下面的選項(xiàng)
-O–O1
這兩個(gè)選項(xiàng)的含義是一樣的,GCC將執(zhí)行減少代碼尺寸和執(zhí)行時(shí)間的優(yōu)化,對(duì)于那些會(huì)嚴(yán)重影響編譯時(shí)間的優(yōu)化選項(xiàng),這個(gè)級(jí)別的優(yōu)化并不會(huì)執(zhí)行。
-O2
在這一級(jí)別GCC將會(huì)提供所有支持的優(yōu)化,但這其中并不包括以空間換時(shí)間的優(yōu)化手段,例如編譯器不會(huì)使用循環(huán)展開(kāi)和函數(shù)內(nèi)聯(lián)。和-O相比,該選項(xiàng)進(jìn)一步加快了編譯時(shí)間和生成代碼的性能。
-O3
除了-O2提供的優(yōu)化選項(xiàng)外,還指定了-finline-functions,-funswitch-loops和-fgcse-afer-reload選項(xiàng),目的只有一個(gè)就是全力執(zhí)行代碼優(yōu)化。
-Os
這個(gè)選項(xiàng)是專(zhuān)門(mén)用來(lái)優(yōu)化代碼尺寸的,-Os打開(kāi)了所有-O2級(jí)別中不會(huì)顯著增長(zhǎng)代碼尺寸的優(yōu)化選項(xiàng)
-O0
該選項(xiàng)代表不執(zhí)行優(yōu)化
在這里要說(shuō)明的是,盡管GCC提供了1~3和s這4個(gè)整體優(yōu)化選項(xiàng),但從實(shí)際的優(yōu)化效果上來(lái)看,往往O3優(yōu)化出來(lái)的程序的效率并不是***的,而大部分情況下我們都在使用-O2,如果你希望獲得***的效率利益,那么不妨這4個(gè)選項(xiàng)都試試。另外,其實(shí)這些選項(xiàng)只不過(guò)是GCC提供的很多單方面優(yōu)化的一個(gè)組合,如果你想了解更為具體的優(yōu)化內(nèi)容,可以去查看GCC手冊(cè),出于篇幅限制,這里不細(xì)談了。***要記住的一點(diǎn)是,如果你的程序是用于高精度數(shù)值計(jì)算的,那么記住不要使用上面任何的優(yōu)化選項(xiàng)。
下面來(lái)看基于硬件優(yōu)化,由于這部分和計(jì)算機(jī)硬件相關(guān),這里僅用Intel的CPU做一些說(shuō)明:對(duì)于所有為Intel和AMD x86-64提供的優(yōu)化選項(xiàng)都是用m開(kāi)頭的,下面寫(xiě)一些常用的選項(xiàng):
-march
該選項(xiàng)用來(lái)指定CPU的類(lèi)型,常用的有i386 \ i486 \ i586 \ pentium-mmx \ i686 \ pentium2 \ pentium3 \ pentium-m \ pentium4 \ prescott \ k6 \ athlon \ athlon-4 \ k8等等,讀者可以根據(jù)自己的情況進(jìn)行指定。
-mfpmath
該選項(xiàng)用于指定浮點(diǎn)運(yùn)算單元的類(lèi)型。包括
387
使用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)協(xié)處理器
sse
使用SSE指令集提供的標(biāo)量浮點(diǎn)運(yùn)算。在Pentium3 \ Athlon-4以及更新的芯片上支持這個(gè)特性。另外,在pentium4以及AMD x86-64處理器上,SSE2還可以進(jìn)行雙精度浮點(diǎn)計(jì)算。
sse,387混合使用387數(shù)學(xué)協(xié)處理器和SSE指令集,該選項(xiàng)可以充分的利用CPU的浮點(diǎn)寄存器和xmm寄存器,但是該選項(xiàng)還處在試驗(yàn)階段。
-malign-double
該選項(xiàng)使得GCC把double \ long double \ long long類(lèi)型的變量在4字節(jié)或2字節(jié)地址上對(duì)齊,在Pentium級(jí)的CPU上,這會(huì)使得代碼的執(zhí)行速度更快,當(dāng)然帶來(lái)的代價(jià)是需要更多的內(nèi)存來(lái)執(zhí)行程序。-mmmx –msse –msse2 –msse3 –m3dnow這些選項(xiàng)用來(lái)啟動(dòng)內(nèi)置函數(shù)直接使用這些處理器擴(kuò)展指令的功能。在編譯3D或多媒體程序的時(shí)候,使用他們是非常有效的。
3. 對(duì)調(diào)試的支持當(dāng)程序出錯(cuò)的時(shí)候,我們可以在Visual Studio中輕松的進(jìn)行調(diào)試,而在Linux中,一旦出現(xiàn)Segmentation Fault,似乎我們除了用眼睛去看代碼就沒(méi)有更好的選擇了,其實(shí)情況不然,用GCC向程序加入一些適當(dāng)?shù)恼{(diào)試信息,我們可以利用GDB去調(diào)試程序。在這里,我們介紹最為常用的-g和-ggdb選項(xiàng)。
先來(lái)看-g。該選項(xiàng)可以利用操作系統(tǒng)的“原生格式(native format)”生成調(diào)試信息。GDB可以直接利用這個(gè)信息。盡管我們可以把-O和-g放在一起使用,但是,這種做法是極為不推薦的。
如果你想用GDB來(lái)調(diào)試程序,那么你可以使用-ggdb來(lái)讓GCC為GDB生成更為豐富的調(diào)試信息,但是,此時(shí)你就不能用其他的調(diào)試器來(lái)進(jìn)行調(diào)試了。
最后要說(shuō)明的是,上面這兩個(gè)選項(xiàng)都可以接受一個(gè)輸出調(diào)試信息的級(jí)別,默認(rèn)的級(jí)別是2。如果你指定1級(jí)(-g1),那么GCC會(huì)生成最少的調(diào)試信息,這包括函數(shù)和全局變量的描述信息,但是對(duì)于局部變量和行號(hào)等信息,在這個(gè)級(jí)別是不會(huì)輸出的。另外一個(gè)級(jí)別是3級(jí)(-g3),在這一級(jí)別上,GCC會(huì)為程序中的所有宏定義和符號(hào)生成調(diào)試信息。
看完上述內(nèi)容,你們對(duì)linux程序開(kāi)發(fā)如何入門(mén)有進(jìn)一步的了解嗎?如果還想了解更多知識(shí)或者相關(guān)內(nèi)容,請(qǐng)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道,感謝大家的支持。