Linux 环境 C++ 编程

C++ 环境准备

sudo apt-get install g++ 安装编译器。
sudo apt-get install gdb 安装调试器。
在 vscode 中安装拓展

编译指令

简单：”g++ 选项源文件名”，例如 g++ -o test main.cpp
高级：”g++ 选项源文件名输出选项链接库”，例如 g++ -std=c++17 -Wall -O2 -I./include main.cpp -o my_app -L./lib -lpthread

编译选项
-std=c++17 指定 C++ 标准。
-I./include 指定头文件搜索路径。
-g 调试， Wall 警告。
-On 编译、链接时优化，提高可执行程序运行速度，减慢编译速度，默认 -O0, 推荐 -O2 。
-c 只编译不链接，常用于把源文件编译成静态库或动态库。
输出选项
-o 文件名 指定输出文件名。
链接库
-L./libs 指定库文件搜索路径。
-l库文件名 链接库，若库文件名为 libpthread.so 则命令为 -lpthread 。

静态库和动态库

若动态库和静态库同时存在，编译器将优先使用动态库。

概念与特点

静态库：程序在编译时把库文件的二进制代码链接到目标程序中，这种方式称为静态链接。
如果多个程序中用到了同一静态库中的函数或类，就会存在多份拷贝。

静态库的链接在编译时期完成，执行时代码加载速度快。
目标程序的可执行文件较大，浪费空间。
程序的更新和发布不方便，一个静态库更新后，所有使用它的程序都需要重新编译。

动态库：程序在运行时把库文件的二进制代码载入。
如果多个进程中用到了同一动态库中的函数或类，内存中只会存在一份，避免了空间浪费问题

可实现进程间的代码共享，因此动态库也称为共享库。
程序升级较简单，无需重新编译程序，只需更新动态库即可。
需要提前设置 LD_LIBRARY_PATH 环境变量。

制作

制作静态库
1.”g++ -c 源代码文件清单”，如 g++ -c source1.cpp source2.cpp source3.cpp
2.”ar rcs lib库名.a 目标文件清单”，如 ar rcs libmylib.a source1.o source2.o source3.o
制作动态库
“g++ -fPIC -shared 源代码文件清单 -o lib库名.so”，如 g++ -fPIC -shared math.cpp -o libmymath.so

Makefile 与 CMake

Makefile

在目录下创建文件 “Makefile” ，编写命令内容。开头需要使用 Tab 缩进，而非空格。

运行命令 make 即可编译链接出可执行程序，使用 “./程序名” 运行。

# # v1
# test: main.cpp printhello.cpp factorial.cpp
# 	g++ -o test main.cpp printhello.cpp factorial.cpp

# # v2
# CXX = g++
# TARGET = test
# OBJ = main.o printhello.o factorial.o
# # make 时执行 g++, 先找 TARGET , TARGET 不存在找 OBJ， OBJ 不存在，编译三个 .cpp 文件生成 .o 文件
# # 然后再链接 OBJ 文件，生成可执行文件 hello
# $(TARGET): $(OBJ)
# 	$(CXX) -o $(TARGET) $(OBJ)
# # 编译 OBJ
# main.o: main.cpp
# 	$(CXX) -c main.cpp
# printhello.o: printhello.cpp
# 	$(CXX) -c printhello.cpp
# factorial.o: factorial.cpp
# 	$(CXX) -c factorial.cpp

# v3
CXX = g++
TARGET = hello
OBJ = main.o printhello.o factorial.o
# 编译选项，显示所有的warning
CXXFLAGS = -c -Wall
# $@表示的就是冒号前面的TARGET，$^表示的是冒号后OBJ的全部.o依赖文件
$(TARGET): $(OBJ)
	$(CXX) -o $@ $^
# $<表示指向%.cpp依赖的第一个，但是这里依赖只有一个
# $@表示指向%.o
%.o: %.cpp
	$(CXX) $(CXXFLAGS) $< -o $@
# 为了防止文件夹中存在一个文件叫clean
.PHONY: clean
# -f表示强制删除，此处表示删除所有的.o文件和TARGET文件
clean:
	rm -f *.o $(TARGET)

CMake

在项目根目录下创建 .txt文件 CMakeLists.txt ，编写内容。

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)

project(test)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 20) # 指定 C++ 标准

add_executable(test main.cpp factorial.cpp printhello.cpp)

## 自动查找当前目录下所有的源文件，并将列表赋值给变量 SRC_LIST
#aux_source_directory(. SRC_LIST)

## 使用变量 SRC_LIST 编译程序，不用手写 main.cpp factorial.cpp ...
#add_executable(test ${SRC_LIST})

创建 “build” 文件夹 mkdir build ，进入该目录 cd build 。
运行命令 cmake .. ，执行根目录的内容，在当前目录生成 “Makefile”。
运行命令 make 即可编译链接出可执行程序，使用 “./程序名” 运行。

GDB 调试

待写

Linux 的系统错误

待写

Linux 的信号

其他

Linux 的时间操作

Linux 的目录操作

stat 结构体

struct stat 结构体用于存放目录或文件的详细信息，成员变量比较多，重点关注 st_mode, st_size 和 st_mtime 成员。
注意：
st_mtime 是一个整数表示的时间，需要程序员自己写代码转换格式。
st_mode 成员的取值很多，用以下两个宏来判断：
S_ISREG(st_mode) 是否为普通文件，如果是，返回真。
S_ISDIR(st_mode) 是否为目录，如果是，返回真。

struct stat 
{ 
dev_t st_dev;    // 文件的设备编号。 
ino_t st_ino;     // 文件的i-node。 
mode_t st_mode;  // 文件的类型和存取的权限。 
nlink_t st_nlink;    // 连到该文件的硬连接数目，刚建立的文件值为1。 
uid_t st_uid;     // 文件所有者的用户识别码。 
gid_t st_gid;     // 文件所有者的组识别码。 
dev_t st_rdev;   // 若此文件为设备文件，则为其设备编号。 
off_t st_size;    // 文件的大小，以字节计算。 
size_t st_blksize; // I/O 文件系统的I/O 缓冲区大小。 
size_t st_blocks;   // 占用文件区块的个数。 
time_t st_atime;   // 文件最近一次被存取或被执行的时间， 
	// 在用mknod、 utime、read、write 与tructate 时改变。 
time_t st_mtime;   // 文件最后一次被修改的时间， 
	// 在用mknod、 utime 和write 时才会改变。 
time_t st_ctime;   // 最近一次被更改的时间，在文件所有者、组、 权限被更改时更新。 
};