2.1 Linux C 编程

一、Hello World

1、在用户根目录下创建一个C_Program，并在这里面创建3.1文件夹来保存Hellow World程序；

2、安装最新版nvim

①sudo apt-get install ninja-build gettext cmake unzip curl

②sudo apt install lua5.1

③git clone https://github.com/neovim/neovim

④ 进入neovim cd neovim

⑤ 输入下面代码

  make CMAKE_BUILD_TYPE=Release
  sudo make install

3、安装Nerd Font

① 输入wget https://github.com/ryanoasis/nerd-fonts/releases/download/v3.0.2/FiraMono.zip

② 安装unar， sudo apt install unar

③ 解压文件 unar FiraCode.zip

④之后按照下图操作

4、配置nvim.lazy

① git clone https://github.com/LazyVim/starter ~/.config/nvim；

② cd nvim进入nvim；

③ 输入nvim 既可开始安装lazy nvim；

5、打出Hellow World

6、安装gcc、g++、make

① 直接安装 build–essential    sudo apt-get install build-essential

② 查看GCC编译器的版本号    gcc -v

7、编译main.c

① 使用gcc编译器来编译文件    gcc mian.c

这个 a.out 就是编译生成的可执行文件。

② 执行文件   ./a.out

③ 指定可执行文件名字   gcc main.c -o mian

二、GCC 编译器

1.gcc命令

命令格式  gcc[选项]  [文件名字]

主要选项：

–c     ：只编译不链接为可执行文件，编译器将输入的.c 文件编译为.o 的目标文件。

-o     ：<输出文件名>用来指定编译结束以后的输出文件名，如果使用这个选项的话 GCC 默认编译出来的可执行文件名字为 a.out。

-g     ：添加调试信息，如果要使用调试工具(如 GDB)的话就必须加入此选项，此选项指示编译的时候生成调试所需的符号信息。

-O    ：对程序进行优化编译，如果使用此选项的话整个源代码在编译、链接的的时候都会进行优化，这样产生的可执行文件执行效率就高。

-O2     ： 比-O 更幅度更大的优化，生成的可执行效率更高，但是整个编译过程会很慢 

2.编译流程

  GCC 编译器的编译流程是：预处理、编译、汇编和链接。预处理就是展开所有的头文件、替换程序中的宏、解析条件编译并添加到文件中。编译是将经过预编译处理的代码编译成汇编代码，也就是我们常说的程序编译。汇编就是将汇编语言文件编译成二进制目标文件。链接就是将汇编出来的多个二进制目标文件链接在一起，形成最终的可执行文件。

三、Makefile基础

   描述哪些文件需要编译、哪些需要重新编译的文件就叫做 Makefile。

1.引入Makefile

  总共建立5个文件，分别是main.c、input.c、input.h、calcu.c、calcu.h，其中main.c是主体，input.c是负责接收从键盘输入的数值，calcu.c是进行任意两个数字相加。

main.c：

input.c：

calcu.c：

input.h：

calcu.h：

编写完成后就开始用gcc来编写代码：gcc main.c calcu.c input.c -o main

现在我们用makefile来做：

 ① 在工程目录下创建“Makefile“文件；

 ② 编写Makefile程序：

 ③ 使用make命令，这个命令会在当前目录下查找是否存在“Makefile“文件，如果存在就会按照Makefile文件的编译方式进行编译。

2.Makefile语法

目标···…：依赖文件集合······

  命令1

  命令2

  ………

例如：

main: main.o calcu.o input.o
        gcc -o main  main.o input.o calcu.o

  这条规则的目标是 main， main.o、 input.o 和 calcu.o 是生成 main 的依赖文件，并且命令列表中的每条命令必须以TAB键开始，不能使用空格。

 Make的执行过程：

1、make 命令会在当前目录下查找以 Makefile(makefile 其实也可以)命名的文件。
2、当找到 Makefile 文件以后就会按照 Makefile 中定义的规则去编译生成最终的目标文件。
3、当发现目标文件不存在，或者目标所依赖的文件比目标文件新(也就是最后修改时间比目标文件晚)的话就会执行后面的命令来更新目标。

3.Makefile 变量

  Makefile中的变量都是字符串，类似于C语言的宏。

main: main.o calcu.o input.o
        gcc -o main  main.o input.o calcu.o

 可以将上面的代码改为以下代码：

 在Makefile中，变量的引用是：$(变量名)

①赋值符 “=”

  使用“=”在给变量的赋值的时候，不一定要用已经定义好的值，也可以使用后面定义的值，比如如下代码： 

 这里的echo跟c语言中的printf一样，加”@”就不会输出命令执行过程。

②赋值符 “:=”

 这里的”:=”不会使用后面定义的变量，只使用前面定义好的。

③赋值符 “?=”

   curname ?= luoxuesong

  这句代码意思是：如果变量curname前面没有被赋值，那么变量就是”luoxuesong”，如果前面已经赋值过了，那就使用前面的变量。

④变量追加 “+=”

 objects = main.o input.o
  objects += calcu.o

  有些时候需要给定义好的变量添加一些字符串进去，这时候就要使用”+=”。最开始变量 objects 的值为 main.o input.o ，后面追加了一个 calcu.o ，所以最后 objects 的值为 main.o input.o calcu.o 。

4.Makefile 模式规则

  模式规则中，至少在规则的目标定定义中要包涵“%”，否则就是一般规则，目标中的“%”表示对文件名的匹配，“%”表示长度任意的非空字符串，比如“%.c”就是所有的以.c 结尾的文件，类似与通配符， a.%.c 就表示以a.开头，以.c 结束的所有文件。当“%”出现在目标中的时候，目标中“%”所代表的值决定了依赖中的“%”值，使用方法如下。

但是make现在还用不了。

5.Makefile 自动化变量

  自动化变量： 通过一行命令来从不同的依赖文件中生成对应的目标。 这种变量会把模式中所定义的一系列的文件自动的挨个取出，直至所有的符合模式的文件都取完，自动化变量只应该出现在规则的命令中。常用的自动话变量如下。

自动化变量	描述
$@	规则中的目标集合，在模式规则中，如果有多个目标的话，“$@”表示匹配模式中定义的目标集合。
$%	当目标是函数库的时候表示规则中的目标成员名，如果目标不是函数库文件，那么其值为空。
$<	依赖文件集合中的第一个文件，如果依赖文件是以模式(即“%” )定义的，那么“$<”就是符合模式的一系列的文件集合。
$?	所有比目标新的依赖目标集合，以空格分开。
$^	所有依赖文件的集合，使用空格分开，如果在依赖文件中有多个重复的文件，“$^”会去除重复的依赖文件，值保留一份。
$+	和“$^”类似，但是当依赖文件存在重复的话不会去除重复的依赖文件。
$*	这个变量表示目标模式中”%”及其之前的部分，如果目标是 test/a.test.c，目标模式为 a.%.c，那么“$*”就是 test/a.test。

最常用的”$@、$<和$^”。下面就用模式规则和自动化变量来实现精简Makefile。

6.Makefile 伪目标

  一般的目标名都是要生成的文件，而伪目标不代表真正的目标名，在执行make 命令的时候通过指定这个伪目标来执行其所在规则的定义的命令。

  使用伪目标的主要是为了避免 Makefile 中定义的只执行命令的目标和工作目录下的实际文件出现名字冲突，有时候我们需要编写一个规则用来执行一些命令，但是这个规则不是用来创建文件的，比如在前面的 clean ，但如果工程目录下创建一个名为“clean“的文件，当执行make clean时， 规则因为没有依赖文件，所以目标被认为是最新的，因此后面的 rm 命令也就不会执行，我们预先设想的清理工程的功能也就无法完成。 

6.Makefile 条件判断

# 语法1
<条件关键字>
    <条件为真时执行的语句>
endif

# 语法2
<条件关键字>
    <条件为真时执行的语句>
else
    <条件为假时执行的语句>
endif

关键字有4个：ifeq、ifneq、ifdef和ifndef。

ifeq就是来判断是否相等，ifneq就是来判断是否不想等。

ifeq (<参数 1>, <参数 2>)
ifeq ‘<参数 1 >’ ,‘ <参数 2>’
ifeq “<参数 1>” , “<参数 2>”
ifeq “<参数 1>” , ‘<参数 2>’
ifeq ‘<参数 1>’ , “<参数 2>”

 ifdef 和 ifndef 用法如下：

 ifdef<变量名>

  如果“变量名”的值非空，那么表示表达式为真，否则表达式为假。“变量名”同样可以是一个函数的返回值。  

7.Makefile 函数

  Makefile中不支持自定义函数。

函数用法如下：

$(函数名 参数集合)  或  ${函数名  参数集合}

①函数 “subst”

函数 subst 用来完成字符串替换。

命令格式：   $(subst <from>,<to>,<text>)

此函数的功能是将字符串<text>中的<from>内容替换为<to>，函数返回被替换以后的字符串，例如：

$(subst lxs, LXS, my name is lxs)

这段代码的意思是：把 my name is lxs 中的 lxs 改为 LXS ，所以最后结果为 my name is LXS 。

②函数 “patsubst”

   函数 patsubst 用来完成模式字符串替换。

命令格式：   $(patsubst <pattern>,<replacement>,<text>)

  此函数查找字符串<text>中的单词是否符合模式<pattern>，如果匹配就用<replacement>来替换掉， <pattern>可以使用包括通配符“%”，表示任意长度的字符串，函数返回值就是替换后的字符串。如果<replacement>中也包涵“%”，那么<replacement>中的“%”将是<pattern>中的那个“%”所代表的字符串。例如：

$(patsubst %.c,%.o,a.c b.c c.c) 

 这段代码意思是：将字符串“a.c b.c c.c”中的所有符合“%.c”的字符串，替换为“%.o”，替换完成以后的字符串为“a.o b.o c.o”。 

③函数 “dir“

  函数dir是获取目录。

命令格式：  $(dir<names…>)

此函数用来从文件名序列<names>中提取出目录部分，返回值是文件名序列<names>的目录部分。例如：

$(dir</src/a.c>)

这段代码意思是：提取文件”/src/a.c”的目录部分，也就是”/src“。

④函数 “notdir“

    函数 notdir 去除文件中的目录部分，也就是提取文件名。

命令格式：    $(notdir <names…>) 

例如： $(notdir </src/a.c>) 

这段代码意思是：提取文件”/src/a.c”中的非目录部分，也就是文件名”a.c”。

⑤函数 “foreach“

   foreach 函数用来完成循环。

命令格式：   $(foreach <var>, <list>,<text>) 

  此函数的意思就是把参数<list>中的单词逐一取出来放到参数<var>中，然后再执行<text>所包含的表达式。每次<text>都会返回一个字符串，循环的过程中， <text>中所包含的每个字符串会以空格隔开，最后当整个循环结束时， <text>所返回的每个字符串所组成的整个字符串将会是函数 foreach 函数的返回值。

⑥函数 “wildcard“

  通配符“%”只能用在规则中，只有在规则中它才会展开，如果在变量定义和函数使用时，通配符不会自动展开，这个时候就要用到函数 wildcard

命令格式：    $(wildcard PATTERN…)

例如： $(wildcard *.c)

这段代码意思是：来获取当前目录下所有的.c 文件，类似“%”。