Linux C语言编程基本原理与实践

重识C语言

  1. C语言是一种通用的, 面向过程的编程语言, 在系统与应用软件的开发应用较广

  2. 是人类和计算机交流的一种方式

  3. ANSI C: 是C语言的标准, 为了避免各开发商用的C语言语法的差异

  4. C语言的特点: 简单, 快速, 高性能, 兼容性好, 功能强大, 易于学习

C语言适合做什么

  1. Linux嵌入式, 小工具(命令行下的cd, ls之类的命令) 小巧灵活,语法简单,适合做小工具

  2. 与硬件打交道的程序: 操作系统, ARM嵌入式, 单片机编程以及Arduino编程等等

  3. 对性能要求较高的应用程序: NGINX(C)的并发量 = Apache(C ) * 10

C适合领域

  1. 小工具(语法简单)

  2. 和硬件打交道的程序 ARM嵌入式,单片机,Arduino编程(有指针,可操作内存)

  3. 有高性能要求的程序

nginx:c apache:c

linux嵌入式


开发环境与配置:

  • C语言是随着UNIX诞生而产生的一门编程语言

  • Mac电脑是Unix内核; Windows下可以安装Linux虚拟机

Ubuntu:

  1. Ubuntu和CentOS是较为常用的Linux发行版本, 个人电脑用Ubuntu更好

  2. Ubuntu的kylin版对中文支持很好

  3. amd64版: AMD当初率先推出64位CPU, 所以Ubuntu把64位CPU型号定义为amd64(Intel照用), 一直沿用到现今; 32位用x86

  4. LTS版: 长时间的技术支持版本

  5. 装Ubuntu系统可以选择双系统, 也可在原来的Windows电脑上装虚拟机

PS: 尽量在Linux环境下开发C语言程序


常用指令

  • 终端编辑器:emacs vim

  • 安装软件:sudo apt install 【软件名】

  • 更新软件:sudo apt update

  • Ctrl Alt T:打开终端

  • cd ~ :进入当前用户的根目录

  • pwd :查看当前所在路径

  • ls :当前章目录包含哪些文件

  • ls -l :显示当前文件的类型,权限,创建时间,名字

  • ls -alll:显示隐藏文件

如果前面是d就是文件夹,-就是普通类型的文件

  • touch ** :创建字符型文件

  • rm ** :删除

  • mkdir ** :创建目录(文件夹)

  • vi ** :打开(进入)文件

vi 一个不存在的文件,进入后无法输入内容,因当前在命令模式下;按字符i,可进入INSERT插入模式,就可输入内容,按Esc返回命令模式;

在命令模式下:

  • :w :保存该文件

  • :q :退出

  • i :当前光标前面插入字符

  • Shift i :跳到本行行首插入字符

  • a :当前光标后面插入字符

  • Shift a :跳到本行末尾插入字符

  • o :在当前下一行插入字符

  • Shift o :在当前上一行插入字符

  • x :删除当前光标所处字符

  • d d :删除整行

Linux下最好用的文本编辑器: emacs, vim

  • cc -v(gcc -v): 查看编译器版本

  • apt-get是一条linux命令,适用于deb包管理式的操作系统,主要用于自动从互联网的软件仓库中搜索、安装、升级、卸载软件或操作系统。

  • clear:清洁屏幕


Linux下第一个C程序

linux下一般不用void main,最新c语言标准,int main

#include int main()
{    printf("hello,world!\n");    return 0;
}1234567
cc a.c1

默认会为我们编译并生成可执行文件a.out(可读可写可执行)

  • ./表示当前路径下,

  • ./a.out 执行当前路径下的a.out文件

  • r表示可读 w表示可写 x表示可执行

三组重复的顺序为”创建者”,”用户组”,”任意其他用户”


多个源文件分而治之

c语言是一个结构化的程序语言,是支持多函数的。程序可由若干个函数组成。

vim hello.c1

最原始版本的实现(hello.c):

#include int max(int a, int b)
{    if(a>b){        return a;      }else{        return b;}
}int main()
{    int a1 = 33;    int a2 = 21;    int maxNum = max(a1,a2);    printf("the max value is %d\n",maxNum);    return 0;
}12345678910111213141516171819
  • 我们的stdio.h是在我们的user/include中被内置了

  • 在编写max函数时对齐,编写内部时括号进行缩进对齐。

附加知识: vim分屏显示

  • :sp 文件名 //创建(打开)新文件

  • 上屏: ctrl w 上箭头

  • 下屏: ctrl w 下箭头

  • 打开行号 :set nu

  • 剪切:(最后一行行数) dd

  • 粘贴:p

//这两个不用点冒号

  • 关闭行号:set nonu

如果就是上图代码直接编译会报错,这是一个未声明的函数。

有两种分离方案:

  • 第一种是int max(int a,int b);,在hello.c中声明该方法,然后编译的时候需要加上max.c

  • 一种是#include "max.c" 然后编译的时候就不需要加上max.c一起编译

版本1:

0-hello.c:

#include int max(int a,int b);int main()
{    int a1 = 33;    int a2 = 21;    int maxNum = max(a1,a2);    printf("the max value is %d\n",maxNum);    return 0;
}1234567891011

0-max.c:

int max (int a, int b)
{    if(a>b){        return a;}else{        return b;}
}12345678

编译命令:

gcc 0-hello.c 0-max.c -o 0-hello.out1

如果不加上0-max.c一起编译,会出现错误

gcc 0-hello.c -o 0-hello.out/tmp/cc8GuaAH.o:在函数‘main’中:0-hello.c:(.text 0x21):对‘max’未定义的引用collect2: error: ld returned 1 exit status1234

版本2

1-hello.c:

#include #include "0-max.c"int main()
{    int a1 = 33;    int a2 = 21;    int maxNum = max(a1,a2);    printf("the max value is %d\n",maxNum);    return 0;
}1234567891011

0-max.c与原来的一致

编译命令:

gcc 1-hello.c -o 1-hello.out1

如果此时多加了0-max.c一起编译

gcc 1-hello.c 0-max.c -o 1-hello.out
/tmp/ccjcCmVa.o:在函数‘max’中:0-max.c:(.text 0x0): `max'被多次定义
/tmp/cclIxMtD.o:1-hello.c:(.text 0x0):第一次在此定义
collect2: error: ld returned 1 exit status12345

终端下:

  • gcc 文件名.c -o 命名.out

  • 生成.out并命名

  • #include <>表示在预装的库里查找

  • #include "max.c"表示在当前目录内查找文件

include "max.c"相当于把整个函数复制进来了。效果等同于写进来

  • wqa 是将多个文件一起保存


头文件与函数定义分离

把函数的声明和定义分离开来

代码没有main函数不能执行,main是入口。

  • .h 头文件

  • .o 编译之后的中间文件

  • .c 源代码

mtianyan@ubuntu:~/Desktop/zjuPlan/CSF878/CCode/linux_c/2-lesson/part1$ ls0-max.c  1-hello.c12

加快编译速度

gcc -c 0-max.c -o 0-max.o1

将max.c变成max.o之后,我们需要把hello.c中的include注释掉并添上方法声明

#include //#include "0-max.c"int max(int a,int b);123

可读可写不可执行,max.o相当于计算器对于源代码进行了翻译,变成计算机可识别的机器码

gcc 0-max.o 1-hello.c -o 1-hello.out1

新建一个min.c

int min (int a, int b)
{    if(a<b){        return a;}else{        return b;}
}12345678

hello.c中进行minNum的调用

#include //#include "0-max.c"int max(int a,int b);int min(int a,int b);int main()
{    int a1 = 33;    int a2 = 21;    int maxNum = max(a1,a2); int minNum = min(a1,a2);    printf("the max value is %d\n",maxNum); printf("the min value is %d\n",minNum);    return 0;
}123456789101112131415

编译命令:

gcc -c min.c -o min.o1
gcc 0-max.o min.o 1-hello.c -o 2-hello.out1

加快编译速度。不会再修改的函数,公共框架和公共类编译生成静态库。

gcc的编译流程分为4步:

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