程序员必备技能:
一门编程语言: C语言、C++
数据结构与算法: 表、树、图、查找、排序、STL
操作系统: UNIX/Linux系统
网络编程: TCP\IP协议簇(Socket技术、TCP、UDP、FTP协议)
数据库: MySQL
界面设计Z: Qt
课程介绍:
环境介绍
内存管理
文件管理
信号处理
进程管理
进程通信
线程管理
线程同步
网络编程
UNIX系统介绍:
BCPL->newB->C->UNIX->Minix->Linux->gcc
最早版本诞生于1970年,属于美国贝尔实验室,作者丹尼斯.里奇和肯.汤姆逊,是最早的多用户、多任务、支持多种CPU架构、高安全性、高稳定性、高可靠性,既能够构建大型关键业务系统的商用服务器、也能支持嵌入式设备
Minix是一种基于微内核架构的类Unix系统,并开放全部源代码给大学教学和研究工作,Linux之父林纳斯.托瓦兹正式受到Minix的启发,才开发了第一个版本的Linux系统
Linux系统介绍:
Linux,全称GNU/Linux,其内核其内核由林纳斯·托瓦兹于1991年首次发布
它主要受到Minix和Unix思想的启发,是一个基于POSIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统
Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想,是一个性能稳定的多用户网络操作系统
相关知识:
Linux的标志: 小企鹅,因为企鹅是南极洲的标志性动物,而南极目前不被任何国家占有,属于全人类
GNU组织: 通用的非商业的类UNIX系统,目前全球最大的开源组织,负责Linux内核代码的升级维护
GPL通用许可证: 在带有GPL证书的代码的基础上开发出的软件也必须支持GPL证书
POSIX: 可移植操作系统接口,Linux完全遵循该标准,UNIX也大部分遵循该标准,所以它们的命令、API接口基本上都是通用的
发行版: Linux只是内核,内核+shell+基础软件才是可用的操作系统,由不同公司依据Linux内核制作出不同发行版的Linux系统
Ubuntu、redhat、CentOS、debian、deepin、UOS
GNU编译工具:
多样性:
支持多种编程语言、支持各种操作系统
gcc -v 查看版本信息
构建过程:
预处理: gcc -E code.c -o code.i ->code.i
编译: gcc -S code.i ->code.s
汇编: gcc -c code.s ->code.o
链接: gcc a.o b.o ... ->a.out
文件类型:
.h 头文件
.h.gch 头文件的编译结果,会被优先使用
.c 源文件
.i 预处理文件
.s 汇编文件
.o 目标文件
.a 静态库文件
.so 共享库文件
编译参数:
-E 只进行预处理
-S 只进行编译
-c 只编译,不链接
-o 设置编译结果名字
-std 设置语法标准
-g 生成调试信息
-Wall 尽可能多地产生警告
-Werror 把警告当做错误处理
-l 指定要加载的库文件的名字
-I 指定头文件的加载路径
-L 设置库文件的查找路径
-D 定义宏
-On(1\2\3) 优化等级
-pedantic 以ANSI/ISO C标准列出的所有警告
-ansi 会对typeof产生警告
预处理指令:
#include <>/"" 包含头文件
#define 定义宏常量、宏函数
# 把标识符转换成字符串
## 拼接标识符
#ifdef 宏名存在条件为真
#ifndef 宏名不存在条件为真
#undef 删除宏
#if/#elif/#else/#endif 条件编译
#error 提示错误,并且能阻止生成可执行文件,一般与条件编译判断配合
#warning 提示警告
#line 设置行号,影响错误,警告提示的行号
#pragma pack(1\2\4) 对齐和补齐时的最大字节
#pragma once 相当于头文件卫士
#pragma GCC dependency "filename" 监控文件
#pragma GCC poison key 设置关键词key为有毒的,禁止在代码中使用关键词key
库:
库文件就是目标文件的集合,可以被其它代码调用,把代码封装成库文件后方便调用、方便管理、安全性高、保密性更好
静态库:
就是目标文件的集合,调用静态库就是把静态库中的二进制指令拷贝到可执行程序中
优点: 运行速度比共享库快,不需要依赖共享库
缺点: 最终的可执行文件相对较大,当静态库修改后,可执行文件必须要重新编译
制作静态库:
1、编译出要合并的文件的目标文件
gcc -c code.c
2、打包目标文件生成静态库
tar -r libxxx.a a.o b.o c.o ...
注意: 库名格式必须是libxxx.a
使用静态库:
1、直接使用
gcc code.c libxxx.a
2、指定库文件的位置
-L 指定库的路径 -l 指定库名
【库名去掉前缀和后缀 -lm m为库名】
3、通过设置环境变量来指定库的查找路径 -l指定库名
1、打开配置文件: vim ~/.bashrc
2、在配置文件末尾添加:
export LIBRARY_PATH=$LIBRARY_PATH:路径
3、保存退出并重新加载: source ~/.bashrc
注意: 如果是删除环境变量,需要关闭终端再打开
直接使用静态库: gcc code.c -lxxx
共享库:
就是带入口的可执行文件,调用共享库其实就是记录共享库中二进制指令在内存中的位置即可,当可执行文件执行时,共享库会被一起加载到内存中,可执行文件可以跳转到共享库中执行
优点: 可执行文件相对较小,当共享库修改后,可执行文件不需要重新编译
缺点: 运行速度比静态库慢,可执行文件运行时需要依赖共享库
制作共享库:
1、编译生成目标文件
gcc -fpic -c code.c
fpic: 位置无关
2、生成共享库
gcc -shared -fpic a.o ... -o libxxx.so
使用共享库:
1、直接使用
gcc code.c libxxx.so
error while loading shared libraries: libxxx.so: cannot open
shared object file: No such file or directory
注意: 失败是因为执行共享库时,默认的加载路径是/lib
2、指定库文件的位置
-L 指定库的路径 -l 指定库名
【库名去掉前缀和后缀 -lm m为库名】
3、通过设置环境变量来指定库的查找路径 -l指定库名
打开配置文件: vim ~/.bashrc
在配置文件末尾添加:
export LIBRARY_PATH=$LIBRARY_PATH:路径
保存退出并重新加载: source ~/.bashrc
gcc code.c -lxxx
注意: 需要设置程序执行共享库的加载路径
1、打开配置文件: vim ~/.bashrc
2、在配置文件末尾添加:
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:路径
3、保存退出并重新加载: source ~/.bashrc
注意: 当同名共享库与静态库同时存在时,编译器会优先使用共享库,加上-static编译参数可以优先使用静态库
作业: 把常用的数据结构和算法封装到libxxx.so
栈
队列
通用链表
平衡二叉树
顺序查找
二分查找
冒泡排序
快速排序
静态库和共享库的辅助工具:
ldd 查看某个可执行程序依赖哪些共享库 ldd ./a.out
nm 查看目标文件、可执行文件、静态库、共享库中的符列表
strip 删除目标文件、可执行文件、静态库、共享库中符号列表
objdump 显示目标文件、可执行文件、静态库、共享库反汇编信息
环境变量表:
每个程序执行时操作系统都会给一张环境变量表,该表中记录了操作系统的所有的环境变量,这些环境变量反映了操作系统的配置、情况以及当前操作系统所处的系统环境
声明 extern char** environ; 就可以直接使用该程序的环境变量表
注意: 可以随意修改,因为只是操作系统提供的一个备份
操作环境变量表的函数:
int setenv(const char* name,const char* value,int overwrite);
功能: 向环境变量表中添加、修改环境变量
name: 环境变量名
value: 环境变量的值
overwrite:
当环境变量存在时
为真则修改圆的环境变量的值
为假则不修改
返回值: 成功返回0,失败返回-1
int unsetenv(const char* name);
功能: 删除环境变量
返回值: 成功返回0,失败返回-1
char* getenv(const char* name);
功能: 获取环境变量的值
int putenv(char* string);
功能: 以 name=value 格式添加或修改环境变量,如果已经存在则修改反之则添加
返回值: 成功返回0,失败返回-1
int clearenv(void);
功能: 清空环境变量表
错误处理:
1、通过函数的返回值表示错误
a、合理值表示成功,非法值表示失败
例如: 计算大小、查找
b、指针类型的返回值NULL或者0xFFFFFFFFF表示失败
例如: malloc mmap
c、返回0表示成功,-1表示失败,一般都是系统函数
d、永远成功 例如: printf
2、通过影响全局的错误编码 errno,定义在 errno.h 中
char* strerror(int errnum);
功能: 根据错误编码的值,获取详细的错误信息,通过返回值返回,记录到日志中,或者通过网络通信发送出去
注意: errno是一个全局变量,不能根据它的值就轻易判断是否产生错误
void perror(const char* s);
功能: 直接显示出系统错误原因
作业:
task1.c
1、添加环境变量 HOME=/home/peter
2、删除环境变量 LIBRARY_PATH
3、给 LD_LIBRARY_PATH 环境变量追加一个新路径(先拷贝到字符串)
假如 LD_LIBRARY_PATH=/hehe/xixi
添加后 LD_LIBRARY_PATH=/hehe/xixi:/haha
task2.c
4、实现一个函数计算文件的大小
5、实现一个字符串查找函数
如果在A字符串中找到了B字符串,则返回子串第一次出现的位置,如果找不到
char* find_str(const char* str,cocn bbvgvgnst char* sub);
6、实现一个求平均值的函数(考虑溢出风险)
(num/2.0 就可以转换成double类型且可以防止溢出风险)
double avg(int num1,int num2);