五、Linux调试器 —— gdb使用
1、背景
这里我们对以下代码不理解，需要调试：
对我们编译好的可执行程序 mytest 进行 gdb：
这是因为 Linux 中默认生成的可执行程序是 release 版本的， 如果需要 debug 版本，就得加上 -g 选项：
Linux 中生成的可执行程序，它的二进制的格式是 elf 的，readelf 可以读取内部的格式：
我们可以使用选项 -S 查看可执行程序的分段情况：
gdb 调试 debug 版本：
- 在 C语言阶段我们就了解过了程序的发布方式有两种，debug 模式和 release 模式
- Linux gcc/g++ 出来的二进制程序，默认是 release 模式
- 要使用 gdb 调试，必须在源代码生成二进制程序的时候，加上 -g 选项
一个项目的开发流程 ❓
注意对于上图中的测试来说严格来说并不是测开，如果产品迭代更新，bug 修复等，严格来说就得重新测试，包括上代产品测试过的，这样成本较高，所以就诞生了很多自动化测试的开发需求，这就是测开，所以一般这里成本较低的一些脚本语言做的，如 python。
2、开始使用
ctrl + d/D 或 quit/q：退出调试 list/l 行号(, 行号)：显示 binFile 源代码，显示的是当前行号周围的代码，可以利用另一个行号来指定一段区间 list/l 函数名：列出某个函数的源代码 r 或 run：运行程序 n 或 next：单条执行 s 或 step：进入函数调用 break(b) 行号：在某一行设置断点 break 函数名：在某个函数开头设置断点 info break/i b：查看断点信息 finish：执行到当前函数返回，然后停下等待命令 print(p)：打印表达式的值，通过表达式可以修改变量的值或调用函数，类似于 p p/P 变量：打印变量值 set var：修改变量的值 continue 或 c：从当前位置开始连续而非单步执行程序 delete breakpoints/d 或 d：删除所有断点 delete breakpoints n 或 d n：删除序号为 n 的断点 enable (breakpoints) 序号：启用断点，默认全启 disable 序号：禁用断点，默认全禁 display 变量名：跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值 undisplay：取消对先前设置的那些变量的跟踪 until X 行号：跳至 X 行 breaktrace 或 bt：查看各级函数调用及参数 info (i) locals：查看当前栈帧局部变量的值 quit：退出 gdb
调试代码(入门) ❗
- l + 行号(, 行号)，显示的是当前行号周围的代码，按回车继续往下显示，直到全部显示完
- b + 行号，打断点
- i + b，查看断点
- r，运行程序(调试)
- n，单步执行，继续执行可按 n/Enter(gdb 可以记录历史执行的命令)
- p + 变量，查看变量(监视)，当循环往下走时，它不会变化，所以它用于查看一次
- display + 变量，跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值
- undisplay + 变量序号，取消对先前设置的那些变量的跟踪
- c，循环还没走完，想直接跳出循环到下一个断点处(因为我已经确定这个循环是对的)
- 结束调试，使用 ctrl + d 或 quit，退出调试
调试代码(进阶)，主要演示剩余的指令 ❗
- 设置断点
- d n，删除序号为 n 的断点；d，删除所有断点
注意如果删除断点，下一次再加断点，它的 Num 是递增的，除非把 gdb 退出
- 设置了 17 行和 24 行的断点，并 r，接着 n 往下走执行 scanf
注意空行会直接跳过
- 这里我们想进入函数内部，先试用 n
发现它并没有进入，说明 n 是逐过程执行
- 重新调试可以再 r
- 这里想进入函数内部可以使用逐语句命令 s
- bt，查看调用堆栈
- a)现在在 Sum 内的循环里，想跳出循环到 return，Sum 里没断点，不能用 c
until 行号，跳转到指定行号
b)现在在 Sum 内的循环里，想跳出到 20 行等待，除了使用 until 外，更规范的的还可以使用 finish，执行到当前函数返回，然后停下等待命令，注意不能 finish main 函数
c)现在在 Sum 内的循环里，想跳到下一个断点处可以直接 c
- disable (序号)，断点禁用，默认是全禁；
enable breakpoints (序号)，断点启用，默认是全启
- 如果在循环里有 100 次循环，想将循环跑到第 80 次可以 set var
📝 小结
最后想必很多同学会觉得 gdb 相比 VS 的调试成本就高的多，其实那是 gdb 用的不熟练导致的，如果熟练了其实可以说它俩的效率是等价的
实际对于 gdb，在往后的编程中用的不多，不用则已，一用惊人，所以还是得了解的。
3、理解
相信大家对 Visual Studio 2017 已经不陌生了，这里为了方便记忆，可以对应 VS 的操作来进行理解记忆
b 行号 ↔ F9 r ↔ F5 c ↔ F5 n ↔ F10 s ↔ F11 q ↔ shift + F5
六、Linux项目自动化构建工具 —— make/makefile
在此之前对于一个多文件的项目，它们之间的关系是 VS 帮我们维护处理的，而在 Linux 中需要我们自己来维护处理。
1、背景
- 会不会写 makefile，从一个侧面说明了一个人是否具备完成大型工程的能力
- 一个工程中的源文件不计数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，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，甚至进行更复杂的功能操作
- makefile 带来的好处就是 “自动化编译”，一旦写好，只需要一个 make 命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率
- make 是一个命令工具，是一个解释 makefile 中指令的命令工具，一般来说，大多数的 IDE 都有这个命令，如：Delphi 的 make，Visual C++ 的 nmake，Linux 下 GNU 的 make。可见，makefile 都成为了一种在工程方面的编译方法
- make 是一条命令，makefile 是一个文件，两个搭配使用，完成项目自动化构建
2、依赖关系
其次我们再了解一下什么是 make，什么是 makefile：
- make 是一条命令，它可以帮我们自动化构建项目
- makefile 是一个文件，自动化构建项目的过程是它完成的
这个文件里包含目标文件和原始文件的依赖关系和依赖方法。
3、依赖方法
如上
4、文件清理
- 文件除了被创建，也是需要被清理的
- 像 clean 这种，没有被第一个目标文件直接或间接关联，那么它后面所定义的命令将不会被自动执行，不过，我们可以显示要 make 执行。即命令 —— “make clean”，以此来清除所有的目标文件，以便重编译
- 但是一般我们这种 clean 的目标文件，我们将它设置为伪目标，用 .PHONY 修饰，伪目标的特性是，总是被执行的
5、理解
如下实例
6、实例代码
- touch makefile/Makefile
注意 m 可以大写，但不能写错
- vim Makefile 表明依赖关系和依赖方法后 wq
注意依赖方法也就是第二行是以 Tab 开头，并不能以 4 个空格
- make 直接编译代码
- vim Makefile 清理文件
一个项目不仅需要能生成文件，还要能清理文件
- make clean 清理文件
- vim Makefile 用符号简化
$^ 表示所有依赖的文件
$@ 表示目标文件
- 多文件项目的构建
注意生成的 mytest 需要依赖 mytest.c、main.c，而 mytest.h 则已经被它们包含了
📝说明
4 ❓
.PHONY 表示定义伪目标，它的意义是 make clean 时 clean 总是可执行的
这个 clean 没有依赖关系，但有依赖方法
什么叫总是可执行的 ？
其中 mytest 和 clean 都是目标文件，只不过 mytest 没有用 .PHONY 修饰，所以 clean 使用 .PHONY 修饰后就由总是不被执行的转换成总是可执行的。
验证 ！
但是我们通常不会把目标可执行程序设置成总是可执行的，因为每次编译它都是有成本的，你只要保证程序是最新的，也就是说当你去 vim 原始文件后，它就可以再 make。
Makefile 里有两个目标文件，make mytest 执行 gcc，make clean 执行 rm，为什么 make 可以默认执行 gcc ？
因为 Makefile 在进行自上向下搜索目标文件时，默认生成第一个可执行程序后就不会往下搜索生成了，也就是说 Makefile 默认只生成一个目标文件。
验证 ！
注意一般为了符合习惯，不那么写。
make/makefile 实现 一个 C 文件到可执行程序 ❓
验证 ！
7、原理
make 是如何工作的，在默认方式下，也就是我们只输入 make 命令：
- make 会在当前目录下找名字叫 “Makefile” 或 “makefile” 的文件
- 如果找到，它会找文件中的第一个目标文件(target)，在上面的例子中，它会找 “mytest” 文件，并把这个文件作为最终的目标文件
- 如果 “mytest” 文件不存在，或是它所依赖的的后面的 “mytest.o” 文件的修改时间要比 “mytest” 这个文件新(可以用 touch 测试)，那么，它就会执行后面所定义的命令来生成 “mytest” 这个文件
- 如果 “mytest” 所依赖的 “mytest.o” 文件不存在，那么 make 会在当前文件中找目标为 “mytest.o” 文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成 “mytest.0” 文件(类似于堆栈的过程)
- 当然，你的文件是存在的，于是 make 会生成 mytest.o 文件，然后再用 mytest.o 文件声明，make 的终极任务也就是执行 mytest
- 这就是整个 make 的依赖性，make 会一层一层的去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件
- 在找寻的过程中，如果出现错误，比如最后被依赖的文件找不到了，那么 make 会直接退出，并报错，而对于所定义的命令的错误，或是编译失败，make 不会理睬
- make 只管文件的依赖性，即如果在我找到依赖关系之后，冒号后面的文件不存在，那么对不起，make 就不会工作了
七、Linux的第一个小程序 —— 进度条
1、\r&&\n
- 回车概念
- 换行概念
- 老式打印机的例子
2、行缓冲区概念
运行程序是什么现象 ❓
可以看到输入 “hello bit” 后，程序停留 5 秒后退出程序
运行程序是什么现象 ❓
这里输出时把 \n 去掉
可以看到字符串没带 \n ，程序停留 5 秒后再输出 “hello bit”
sleep 比 printf 先执行 ？
这是顺序结构，此处并没有判断、分支啥的，那肯定是从上至下执行。
其实这里 sleep 时，printf 已经执行了，也就是说，printf 已经执行了，并不代表信息会被我们看到。
在 sleep 期间，字符串存在哪 ？
这也是之前我们学过的一个概念 —— 缓冲区(在 C 语言进阶篇我们验证了它的存在 —— C文件操作)，对于这个概念，在之前甚至到这篇文章结束，我们对它的理解都是浅薄，甚至是错误的，真正要理解缓冲区，大概会在 Linux 系统编程部分，学习基础 IO 后，才会真正理解 C/C++ 中的缓冲区。在此之前我们可以理解为，缓冲区本质上是一段内存空间，它可以暂存临时数据，在合适的时候刷新出去。其中这里：
【缓冲区在哪】
【缓冲区谁提供的】
【缓冲区刷新是谁刷新的，以及什么时候刷新，刷新到哪】
【为什么要存在缓冲区】
上面提到的问题，现阶段是不好回答的。
在此章中我们要了解的是 ”刷新" ？
刷新策略：
- 直接刷新，不缓冲
- 缓冲区写满，再刷新 —— 全缓冲
- 碰到 \n 就刷新 —— 行刷新(一般对应的设备是显示器)
- 强制刷新
注意这里的刷新指的是，把数据真正的写入磁盘、文件、显示器、网络等设备或文件。
之前也说过，任何一个 C 程序，在启动时，会默认打开三个流(它们的类型都是 FILE*)：
- stdin 标准输入流 - 键盘
- stdout 标准输出流 - 屏幕
- stderr 标准错误流 - 屏幕
最后再解释下这里的现象，这里是往显示器上显示，默认的刷新方案是行刷新，而如上并没有 \n，所以不会刷新，只能把缓冲区写满或程序结束才能刷新，所以为了让它显示出来，需要强制刷新 fflush(stdout)
回车 vs 换行 ❓
回车和换行本质上是一个不同的概念。
很明显，当我们写完一行，使用换行继续写时，写入的位置是错误的。我们想让它换行后，写入的位置回到开头，这种方式叫回车。其实 \n 是有两种身份 —— 换行并回车，简称回车，如果只想换行呢，就可以使用 \r。
所以在一些老式键盘上，它的 Enter 键是这样的，往下换行，往左回车，按 Enter 就是换行并回车。
3、倒计时代码
原理：回车不换行，依次覆盖，使用 \r，需要注意的是没使用 \n，不能刷新，所以需要强制刷新
验证：
但是这里还有个问题，当 count 是从 10 开始时
现象：
根本原因是 10 是两个字符，所以这里每次回车覆盖时都只会覆盖第一个字符。这里我们就要有一个基本的理解 —— 显示器和键盘这样的设备统称为字符设备，体现在输入是字符，输出是字符，只不过被 scanf、printf 给格式化了，变成我们看到的数字了。
解决方法就是加上位宽来控制
验证：
4、进度条代码
效果图如下：
验证：
📝说明
在 Linux 中 sleep 是以秒为单位，usleep 是以微秒为单位的。
扩展一下，我们的 C/C++ 是支持颜色输出的 —— printf 默认输出的颜色是终端的颜色，如果想设置其它颜色，就需要用到控制命令：\033[m，控制命令以 033[ 开头，以 m 结尾，而中间是属性码，属性码之间用 ; 分隔。具体可以去百度 printf 颜色配置方案。
八、使用git命令行
1、什么是git
在之前我们了解 Linux 起源时，就认识了雷纳斯托瓦兹，它是 Linux 的创始人，并且将第一版本的源码开源，随后就有了很多人的参与，并将代码提交给 Linus，作者进行手动合并。事实上，在 2002 年以前，世界各地的志愿者把源代码文件通过 diff 的方式发给作者，然后由作者本人通过手工方式合并代码。随着代码量的增多，成本也越来越高了，所以作者就在市面上找了很多版本管理的工具，当时市面上比较成熟的工具都是需要付费的，倒也不是人家掏不起钱，主要是和 Linux 的开源精神不符，其实当时 Linus 选择了一个商业的版本控制系统 BitKeeper，BitKeeper 的东家 BitMover 公司出于人道主义精神，授权给 Linux 社区免费使用这个版本控制系统，随后社区日益壮大，什么人都有，有人就尝试破解 BitKeeper 的协议，于是 BitMover 公司就收回 Linux 社区的免费使用权。后来 Linus 就用了两三周的时间写出了第一个版本的版本控制器，并且开源了，这个工具就是 git。
2、git有什么用，git和github
咱们都用 word 写过实验报告吧，其中你写完了实验报告，上传给老师，老师比较严格，随后又给你打回来，让你修改修改，你修改完后，又上传给老师，一直到老师满意为止，n 次后，你再上传给老师，老师说，还没第一版写的好，算了，你把第一个版本给我吧！此时你肯定就很不爽，因为你的第一版本已经不见了。
张三的进度比较慢，此时又看到你的惨痛经历，于是张三第一个版本写完，交给老师，被打回来后，留了个心眼，万一我改完，老师又要我老的版本呢，所以张三对第一个版本进行了备份，然后对备份的进行修改生成第二个版本，随后上传第二个版本，又被打回来了，然后又留了个心眼，万一老师要我的第二个版本呢，随后又对第二版进行备份，然后对备份的进行修改生成第三个版本，随后上传第三个版本，老师说，我要第一版本，并指明让你对第一个版本某个内容修改，那就继续备份，并修改，循环往复。
其中张三所做的这个工作可以叫做版本管理。不过，张三所做的所有工作都是手动做的，成本较高。张三想了想，班上可能还有很多同学会被恶心到，我能否为其它同学提供一个服务呢，于是在班群里说，大家有被老师打回来的实验报告，给我，我给你进行版本管理。后来，张三又想，这样的老师也有很多，于是张三写了一个实验报告程序服务。上传报告后，需要哪个版本就自己拉取。
相当于我写的这个程序给它起了个名字叫 git，然后搭了个基于 git 的网站叫 github 或 gitee。所以对我们来讲，可以这样理解，git 是一款软件，它既可充当客户，也可充当服务，git 所搭建起来的，全球码农进行版本控制代码托管的平台，我们叫 github 或 gitee。当然也有很多人调侃 github 是全球最大男性交友网站。
- git 是目前世界上最先进的分布式版本控制系统
- github 是为用户提供 git 服务的网站，其中提供了很多丰富的功能，很多国际上的技术大牛或互联网大厂在 github 上都有自己的开源代码
3、安装git
可以使用命令查看是否有安装 git
git --vision
如果没有使用 yum 安装
yum install git
4、git工作原理
注意 add、commit 其实都是把代码提交到本地仓库，当你 push 时，才会真正把你的仓库推送到远端的过程。当然我们也可以直接在服务器端建立好仓库，然后把服务器端的仓库拉取到本地，这样它默认就是关联的。
八、使用Github创建项目
1、注册账号
这个比较简单，参考着官网提示即可，需要进行邮箱校验。
2、创建项目
- 登陆成功后，进入个人主页,，点击左下方的 New 按钮新建项目
- 然后跳转到的新页面中输入项目名称(注意，名称不能重复，系统会自动校验，校验过程可能会花费几秒钟)，校验完毕后，点击下方的 Create repository 按钮确认创建
- 在创建好的项目页面中复制项目的链接，以备接下来的下载
3、下载项目到本地
git clone[url] • 1
这里就演示把上面写的进度条代码上传
- 把远端仓库克隆下来
可以看到本地仓库 .git 在 Linux 下是被隐藏下来的，如果想去除与远端的关联，可以直接把 .git 这个目录给干掉
但要注意不要对 .git 里的任何内容做任何修改
- 拷贝代码至本地仓库
- add + commit
git add . ：将当前目录下的所有文件添加到本地仓库
git commit -m “” ：提交，注意引号里的东西不要胡写，如 abc。git log 就可以查看到你所有的提交信息
如下第一次可能会让你完善信息
按照提示设置邮箱和名字即可
注意这里的提交并不是把内容上传至远端，而是把内容提交到你的本地仓库(明显内容变多了)
- git push
如下第一次可能 push 可能会，事实上这并不会影响你 push 的结果，最终 push 还会成功，因为这只是一个 warning，git 现在不知道需要提交多少个分支的代码，是当前分支，还是所有分支，在 git 2.0 之前，这个属性默认为matching，2.0 版本之后，默认为 simple，正是因为这个改动，才会出现以下信息
这里按照提示更改即可
- push.default maching：git push 会把你本地所有分支 push 到名称相对应的远程主机上。这意味着可能你会在不经意间 push 一些你原本没打算 push 的分支
- push.default simple：git push 仅仅把当前所在分支 push 到从当初 git pull pull 下来的那个对应分支上，另外，这个过程也会同时检查各个分支的名称是否相对应
4、三板斧第一招：git add
如上
5、三板斧第二招：git commit
如上
6、三板斧第三招：git push
如上
7、补充
- List item
现在的一些 windows 也可以进行一些 Linux 的大部分命令操作，当然也可以上传代码至远端。
快捷键 Win + x，打开 Windows PowerShell(管理员)
- List item
默认我们在 Linux 中写 C++ 代码，如果用到了 C++11 的语法，一般是编译不过的，此时我们需要开启 C++11 特性，具体如下
g++ -std=c++11 test.cpp -o mytest
