编译器—gcc/g++、调试器—gdb以及自动化构建工具—makefile&&make
本章思维导图：
注：本章思维导图对应的 .xmind和 .png文件都已同步导入至 资源
1. 编译器——gcc/g++
安装命令：
- gcc：
sudo yum install -y gcc- g++：
sudo yum install -y gcc-c++
- gcc只能编译C语言代码，g++既可以编译C语言代码也可以编译C++代码
- 推荐用gcc编译C语言代码
注：gcc和g++的选项一致，下面的讲解都以gcc为例
1.1 生成可执行文件与修改默认可执行文件
我们可以直接用gcc编译器将一个.c文件直接编译成可执行文件
命令：
gcc filename
在这种情况下，会默认生成一个a.out可执行文件
如果我们想要指定生成的可执行文件的名字，可以加入-o选项
gcc -o newName filename
当然，如果想要对gcc编译器做更多的了解，上面的操作显然是不够的，我们需要结合程序的翻译过程来进行学习。
1.2 程序的翻译过程以及对应的gcc选项
众所周知，程序的翻译分为了四个步骤：预处理、编译、汇编、链接。要学会只用Linux的编译器：gcc/g++，固然也需要理解这四个步骤
关于这四个步骤，博主已经在程序的翻译环境和运行环境做了较为详细的阐述，故下面只对这四个步骤做简单的讲解：
1.2.1 预处理 gcc -E
在这一过程，编译器会进行头文件展开、宏替换、条件编译等过程
对应的gcc命令为：
gcc -E -o file.i file
-E：即为预处理的gcc选项。表示预处理完后就停止- 预处理完后生成的文件后缀一般为
.i
演示：
可以看到，所谓的头文件展开实际上就是将头文件的内容拷贝至源文件中，预处理后得到的文件仍是C语言
1.2.2 编译 gcc -S
在这一过程，会对与处理过后的文件进行语法分析和词义分析，如果没有错误，就会生成以一个由汇编代码所写的文件
对应的gcc命令为：
gcc -S -o file.s file
-S：即为编译的gcc选项。表示编译完后就停止- 编译生成的文件的后缀名一般为
.s
演示：
1.2.3 汇编 gcc -c
在这一过程中，会将汇编代码转换为二进制代码，形成一个二进制文件
对应的gcc命令为：
gcc -c -o file.o file
-c：即为汇编的gcc选项。表示汇编完后就停止- 汇编生成的二进制文件我们称其为目标文件
.obj，文件后缀可以为.o
演示：
1.2.4 链接 gcc
会对目标文件进行动静态库链接，形成最终的可执行程序
.exe
对应的gcc命令为：
gcc -o newName filename
- 可以看到，用这条命令就可以直接生成一个可执行程序
演示：
以前写代码时大家可能会有一个疑惑：我明明没有声明和定义
printf()、scanf()等库函数，为什么我可以正常使用呢？而之所以我们可以使用这些库函数，正是因为编译器有链接这一过程，这一过程将目标文件和库文件进行链接，从而让我们可以使用库中声明和定义好的函数
我们可以用命令：
ldd file，查看一个文件依赖的库文件函数库分为动态库和静态库两种：
动态库：
- 动态库不包含在可执行程序中，而是在程序运行时由操作系统或者程序自行加载
- 多个程序可以共享一个动态库，因此如果采用动态链接可以**减少程序所占用的
- 使用动态链接的程序对库的依赖性较强，因此一旦库丢失，会使依赖这个库的程序都无法运行
- gcc/g++编译默认进行的是动态链接
静态库：
一般来说，需要自己对C语言和C++的静态库进行安装，执行下面两个命令即可：
sudo yum install -y glibc -static
sudo yum install -y libstdc++ -static
- 静态库是指编译链接时,把库文件的代码全部加入到可执行文件中的库
- 静态库包含在可执行程序中，因此使用静态链接的程序对库的依赖性较弱，同类型平台都可以使用
- 由于可执行程序包含了库文件的拷贝，因此使用静态链接的程序会占用较多的资源空间（内存、磁盘）
- 如果要使gcc/g++进行静态链接，就要加入
-static选项
2. 调试器——gdb
安装命令：
sudo yum install -y gdb
为了能够更好的理解，我们先来谈谈程序发布的两个版本——debug版本和release版本
2.1 debug版本和release版本
首先我们要清楚：
- Linux上的gcc和g++编译出来的可执行程序默认都是
release版本的release版本是不支持调试的，只有在debug版本下才能调试
为了在Linux上能够生成debug版本的可执行程序，我们需要在编译时加上选项-g
gcc -o newFile file -g
下面，我们再来谈谈为什么一个程序要有debug和release两个版：
- 在程序的开发阶段，程序难免会出现各种问题，而为了能够方便程序员对这些错误进行排查，就必须要支持调试这一功能，因此程序员开发中的程序一般都是debug版本，里面包含了各种调试信息，方便进行错误排查
- 当程序员认为开发中的程序已经基本完成，就会将其交给测试组的人员进行测试。而这个程序最终肯定是要交给大众去使用的，使用这个程序的普通人显然不需要
debug版本的调试信息，他们只需要更小的体积和更快的下载速度，因此这就要求程序需要一个**release发行版本，这个版本就是给测试组的人员进行测试和给用户进行使用的版本**
2.2 gdb常用功能及其选项
进入调试模式的命令为：
gdb file
file必须是一个debug版本的可执行程序
2.2.1 查看代码
命令：
l n
- 查看第n行附近的10行代码
- 按
Enter可以继续查看
2.2.2 开始/退出调试
命令：
r：如果没有打断点，那么会正常运行代码；否则会运行到第一个断点处quit：推出调试
2.2.3 断点设置
添加断点：
b n：在第n行添加断点b 函数名：在指定函数的入口处添加断点b file:n：在指定文件的第n行添加断点。注意：这个file不是可执行程序，而是被编译的.c/.cpp文件
查看断点：
info b
例如：
- 第一列的数字
Num表示断点的编号 - 第四列的字符
Enb表示断点的使能状态，y表示该断点处于开启状态，可被使用；n表示处于关闭状态，不可被使用
删除断点：
d n：表示删除**编号为n**的断点。
- 特别注意，删除断点是按编号删除，而不是按行号
使能断点：
disable n：关闭编号为n的断点enbale n：开启编号为n的断点
2.2.4 逐语句/逐过程
逐语句：
- 在C语言/C++中，被一个分号
;分割的语句都被称为一条语句。逐语句调试就是一个个分号地，不做任何跳过的调试。 - 因此逐语句调试可以进入函数体内调试。
命令：
s
逐过程：
- 一个函数成为一个过程
- 因此逐过程调试不能进入函数体内进行调试
命令：
n
2.2.5 断点跳跃
如果打了多个断点，那我们可以通过命令直接运行到下一个断点处：
c
2.2.6 查看变量
p name：查看指定变量的内容
如果想要使变量一直显示，可以用命令：
display name
例如：
- 变量前的数字即为该变量的编号
如果想删除常显示的变量，可以使用命令：
undisplay n：即删除编号为n的变量常显示
2.2.7 查看函数调用堆栈
命令：
bt
3. 自动划构建工具——makekfile&&make
Makefile和make是与Linux系统中软件编译和构建相关的工具。它们通常用于自动化构建过程，确保在源代码发生变化时只重新编译必要的部分，从而提高开发效率。
3.1 makefile
- 也可以写为
Makefile makefile是一个文本文件- makefile定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂
的功能操作
我们来通过一个具体的例子来学习一个makefile文件要包括哪些内容：
mybin:code.c
- 这叫一组依赖关系。
mybin目标文件，code.c为依赖文件列表。 - 表示
mybin这个目标文件依赖于code.c这个文件列表而构建
gcc -o mybin code.c
- 注意：前面必须有
Tab缩进，这是语法要求 - 这一行叫做依赖方法。
- 表示目标文件是通过gcc编译来完成对
code.c这一依赖文件列表的依赖的
.PHONY:clean
- 将
clean设置成一个伪目标 - 伪目标在任何时候都会执行，不会受时间戳限制
clean:
clean也是一个目标文件，但是没有对应的依赖文件列标- 其被修饰为了一个伪目标，表示一个命令操作——清除
rm -f mybin
- 这就是
clean的依赖方法，即clean对应的操作
makefile文件的其他写法：
- 在一组依赖关系和依赖方法中，目标文件可以被
$@替换，依赖关系列表可以被$^替换，例如：- makefile文件也允许我们定义变量和选项，例如：
3.2 make
make是一个命令
3.2.1 工作原理
如果我们只输入一个make命令：
- 会找到
makefile中的第一个目标文件，然后根据依赖文件列表和依赖方法构建出目标文件 - 如果依赖文件列表有文件不存在，那么会继续向下找这个不存在文件的依赖关系和依赖方法，知道构建出这个文件
- 如果最终这个文件不能被构建，那么此次
make命令就会报错 - 例如：
make后面也可以跟一个目标文件来执行指定的操作。例如：make clean
特别注意：
如果一个目标文件没有被
.PYTHON修饰为伪目标，那么它的make构建就会收到时间戳的影响
- 即，如果该文件的
修改时间没有改变，那么就不会进行make构建- 例如，重复构建目标文件
mybin，会报错：
而提到修改时间，我们就有必要了解一个文件的acm时间
3.2.2 文件的acm时间
我们可以用命令查看一个文件的acm时间：
stat filename
Access：访问时间。即最后一次读写文件的时间Modify：修改时间。即最后一次修改文件内容的时间。这个时间就是影响make构建的时间Change：改变时间。文件 = 内容 + 属性，即最后一次改变文件内容或属性的时间。
我们也可以用命令来刷新一个文件的acm时间：
touch filename
本章完。
下一章，我们将进入Linux系统编程部分，各位如果感兴趣不妨点个关注。
