1 Linux下的C++

环境搭建

gcc编译C程序，g++编译C++程序
gdb调试工具，cmake构建工具

下载

sudo yum install gcc
sudo yum install gcc-c++
sudo yum install gdb
sudo yum install cmake

查看版本

gcc -v
g++ -v
gdb -v
cmake --version

卸载

sudo yum remove gcc
sudo yum remove gcc-c++
sudo yum remove gdb
sudo yum remove cmake

编译

一步到位

g++ -o build hello.cpp    //生成名为build的可执行文件
g++ hello.cpp    //默认生成名为a.out的可执行文件

分步编译

ESc-->iso

预处理g++ -E -o a.i hello.cpp
编译g++ -S -o a.s a.i
汇编g++ -c -o a.o a.s
链接g++ -o hello a.o

联合编译

g++ -o build main.cpp solve.cpp：将main.cpp和solve.cpp源文件联合编译

GDB

警告不影响可执行文件产生，警告可以忽略，错误不会产生可执行文件

常用指令

g++ -g -o build hello.cpp：编译产生调试信息（必要）
gdb build：进入gdb调试
q/quit：退出gdb调试
run：运行可执行程序，直到遇到断点
l/list：展示程序相关信息，默认前十行，继续使用list会展示剩下的部分
- l 6,10：展示从6到10行
- l funct：展示funct函数周围
break 3/b 3：在第3行设置断点
- break funct：在funct函数内第一条语句设置断点
- info break：查看断点信息
- delete breakpoint 1：删除编号为1的断点
next/n：执行下一条语句，若下一条语句是函数执行函数内所有语句
continue/c：从当前语句执行到下一个断点或程序结束
step/s：单步进入当前函数
print i：打印变量i的内容
- print &i：打印变量i的地址信息
set variable i=10：设置变量i的值为10

使用技巧

shell 终端指令：在gdb中执行shell指令
set logging on：将日志内容保存到当前目录的gdb.txt文件
watch i：为变量i添加监视，当i的值改变时显示旧值和新值
- watch 0x7fffffffe3bc：为0x7fffffffe3bc地址添加监视

调试出错程序

gdb core_build_1793_1767752286：查看程序build出错原因

不生成core文件

demesg：显示开机信息，查看是否转储core
core文件大小限制
- ulimit -a：查看所有Linux限制内容
- ulimit -c unlimited设置core文件大小为无限制
- 添加ulimit -c unlimited到/etc/profile永久设置
保存位置
- echo "./core-%e-%p-%t" > /proc/sys/kernel/core_pattern：临时设置保存路径为当前路径，%e可执行文件名，%p进程id，%t时间戳
- 添加kernel.core_pattern=./core-%e-%p-%t到/etc/sysctl.conf并sysctl -p使配置生效，永久设置

调试运行中的进程

./build &：后面加&使程序在后台运行，然后显示作业号和进程号
gdb -p 1754：调试进程号为1754的进程
pidof build：查看程序进程号
kill -9 1754：强制杀死1754进程

库

Linux下静态库为.a文件，动态库为.so文件
Windows下静态库为.lib文件，动态库为.dll文件

库是二进制文件

静态库

编译时库和源文件一起生成可执行程序，每个可执行程序单独拥有一个静态库，体积大，效率高

编译：
g++ -c -o add.o add.cpp：编译源文件add.cpp为二进制文件add.o
生成：
ar -crs libadd.a add.o：将add.o编译生成静态库文件libadd.a，ar生成静态库，-c创建静态库，-r插入到库中或替换同名文件，-s重置静态库索引
使用：
g++ main.cpp -L 库的路径 -l库名 -I 头文件路径 -o build01：编译源文件时使用静态库
- 比如：g++ main.cpp -L . -ladd -I . -o build01，库和头文件都在同目录下
- 使用多个静态库：
  g++ main.cpp -L . -ladd -I . -L . -lsub -I . -o build02，使用了libadd.a和libsub.a
- 多路径编译：
  g++ main.cpp -L ../lib -ladd -I ../haead -o ../build03

动态库

编译时库中相关函数的索引表和源文件一起生成可执行程序，每个可执行程序只有函数的索引表，体积小，效率低

编译：
g++ -fPIC -c add.cpp -o add.o：编译源文件add.cpp为二进制文件add.o
生成：
g++ -shared add.o -o libadd.so：生成动态库文件
编译和生成合并：g++ -fPIC -shared -o libadd.so add.cpp
使用：
g++ main.cpp -L 库的路径 -l库名 -I 头文件的路径 -o build

动态库加载失败

error while loading shared libraries: libadd.so: cannot open shared object file: No such file or directory

法一：把自己的库放到系统的库文件目录中/lib64或/usr/lib64
法二：设置全局变量
export LD_LIBRARY_PATH=库的路径，比如设置路径为./mylib，要永久设置需要添加到/etc/profile（全局）或~/.bashrc（用户）

第三方库

C/C++默认链接标准输入输出库，其他库需要手动链接
-l库名

g++ main.cpp -lc -lm -lpthread -o build01：-lc标准c库，-lm数学库，-lpthread线程库

头文件

将多个头文件包含在一个头文件myHead.h中
将myHead.h移动到/usr/include目录下
源文件直接包含头文件#include <myHead.h>

Makefile和CMake

Makefile

名为Makefile的管理项目的文本文件，M一般大写，如果是小写系统默认执行小写的
相当于脚本

面向依赖：
.exe依赖于.o，.o依赖于.s，.s依赖于.i，.i依赖于.cpp

编写Makefile

build01:hello.o
	g++ hello.o -o hello

hello.o:hello.s
	g++ -c hello.s -o hello.o

hello.s:hello.i
	g++ -S hello.i -o hello.s

hello.i:hello.cpp
	g++ -E hello.cpp -o hello.i

clear:
	rm build01 hello.[^cpp]

简化：

build01:hello.o
	g++ -o build01 hello.o
	
hello.o:hello.cpp
	g++ -c -o hello.o hello.cpp
	
clear:
	rm build01 hello.[^cpp]

执行Makefile

make：默认从第一个目标开始执行，直到解决所有依赖
make 目标：从指定的目标开始执行，直到解决所有依赖

规则

构成依赖关系

目标:依赖
	命令

一个规则必须要有一个目标
可以没有依赖，只实现某种操作
可以没有命令，只描述依赖关系
比如：all:build01

目标

默认目标是第一个目标
一个规则可以有多个目标

一个目标可以间接拥有多个规则，比如：

all:test01
all:test02
test01:
	@echo "hello"
test02:
	@echo "world"

伪目标：相当于标签，没有依赖，无条件执行，不会生成文件，比如：
```
.PHONY:clear    #设置伪目标
	rm build01 hello.[^cpp]
```

依赖

文件时间戳：
- 根据时间戳来判断依赖是否要进行更新
- 所有文件都更改过，则对所有文件进行编译，生成可执行程序
- 在上次make之后修改过的cpp文件，会被重新编译
- 在上次make只写修改过的头文件，依赖该头文件的目标依赖也会重新编译
一个目标可以有多个依赖

命令

以制表符开头的shell指令
每条命令开一个进程，命令执行完make会检查该命令的返回码，返回成功继续执行后面的命令，返回失败终止当前规则并退出
并发执行：
- make -j4：开4个线程执行
- time make：执行make时显示执行时间

模式匹配

%：Makfile规则通配符
$@：目标
$^：依赖
$<：第一个依赖
*：普通通配符

all:build01

build01:main.o add.o
    g++ -o $@ $^

%.o:%.cpp
    g++ -c -o $@ $^

clean:
    rm *.o build01

变量

相当于宏

变量定义：变量名=值
+=：追加赋值
?=：条件赋值，没有值就赋值，有值就不赋值
使用变量：$(变量名)或${变量名}
:=：立即展开变量
=：延迟展开变量，用最后的赋值展开
一般命令用延迟展开，目标和依赖用立即展开
命令行赋值：make test AA="hello"

var1?=main.o add.o

CC = g++

all:build01

build01:$(var1)
    $(CC) -o $@ $^

%.o:%.cpp
    $(CC) -c -o $@ $^

clean:
    rm *.o build01

test:
    @echo "----$(AA)----"

条件控制

var1?=main.o add.o

ifeq ($(COMPILE),g++)
    CC=g++
else
    CC=gcc
endif

all:build01

build01:$(var1)
    $(CC) -o $@ $^

%.o:%.cpp
    $(CC) -c -o $@ $^

clean:
    rm *.o build01

外部给COMPILE赋值：make all COMPILE=g++

CMake

CMake是跨平台构建工具，自动添加源文件到对应平台的构建工具

基本语法

指令(参数1 参数2...)：参数之间用逗号或空格隔开，指令不分大小写
在if控制语句中变量取值不需要用$()
语句末尾没有分号

基本指令

cmake_minimum_required(VERSION 4.0)：指定CMake最小版本支持为4.0版本
project(TEST CXX)：定义项目名称为TEST并指定项目支持的语言为C++
set(SRC main.cpp add.cpp)：设置变量SRC，值为main.cpp add.cpp，引用变量用${SRC}
add_executable(build ${SRC})：依赖${SRC}生成build可执行文件
aux_source_directory(./src SRC)：将源文件目录下的所有源文件添加到指定变量
includ_directories(./head)：添加头文件路径，相当于g++中的-I选项
link_directories(./lib)：添加库文件路径，相当于g++中的-L选项
add_library(add SHARED add.cpp)：依赖add.cpp生成动态库
- add_library(add STATIC add.cpp)：依赖add.cpp生成静态库
add_compile_options(-Wall -std=c++11)：添加-Wall（显示所有警告）和-std=c++11（设置C++版本为11）编译选项
target_link_libraries(build add)：添加add库到build程序中

基本变量

CMAKE_C_FLAGS：gcc编译选项的值
CMAKE_CXX_FLAGS：g++编译选项的值
- set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -std=c++11")：在编译选项中追加-std=c++11选项
CMAKE_BUILD_TYPE：编译类型
- set(CMAKE_BUILD_TYPE Debug)：设置编译类型为调试模式
- set(CMAKE_BUILD_TYPE Release)：设置编译类型为发布模式
CMAKE_CXX_STANDARD：C++标准
- set(CMAKE_CXX_STANDARD 11) set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)：设置C++11标准
PROJECT_NAME：项目名
PROJECT_SOURCE_DIR：项目资源目录
EXECUTABLE_OUTPUT_PATH：可执行文件的产生路径

构建项目

内部构建

中间文件产生在项目主目录，杂乱

在项目主目录：

cmake ./：编译CMakeLists.txt，中间文件生成在项目主目录
make：编译项目主目录中的Makefile

外部构建