基于C++网络编程入门学习（一）-- Linux环境下的C++程序编译与运行

Linux环境下编译C++程序入门

为了方便编写和调试C++程序，可以让vscode通过ssh命令远程连接ubuntu虚拟机。

为了确保能够编译C++程序，还需要在ubuntu虚拟机中安装好C++环境。

经过上述准备，我们可以按照如下步骤开始我们的Linux环境下编译C++程序的入门。

1. 准备一个最简单的C++程序

   #include<iostream>
   using namespace std;
   int main() {cout << "hello c++ and linux\n";return 0;
   }
   

   

2. 利用Linux命令编写和编译C++程序

   编译并运行C++程序：

   g++ -o test test.cpp
   

   ./test
   

   

在此，我们完成了Linux环境下的第一个C++程序编写。

几个VSCode插件安装

静态库与动态库

在实际开发中，把通用的函数和类分文件编写，称之为库，在其他的程序中，可以使用库中的函数和类。

一般来说，通用的函数和类不提供源代码文件，而是编译成二进制文件。

库的二进制文件有两种：静态库和动态库。

静态库

1. 制作静态库

   g++ -c -o lib 库名.a 源代码文件清单
   

2. 使用静态库

   不规范的做法：

   g++ 选项 源代码文件名清单 lib 库名.a
   

   规范的做法：

   g++ 选项 源代码文件名清单 -l库名 -L文件名所在的目录名
   

动态库

1. 制作动态库

   g++ -fPIC -shared -o lib 库名.so 源代码文件清单
   

2. 动态库静态库

   不规范的做法：

   g++ 选项 源代码文件名清单 动态库文件名
   

   规范的做法：

   g++ 选项 源代码文件名清单 -l库名 -L库文件所在的目录名
   

   运行可执行程序的时候，需要提前设置LD_LIBRARY_PATH的环境变量

makefile

在实际开发中，项目的源代码文件比较多，按类型、功能、模块分别存放在不同的目录和文件中，哪些文件需要先编译，那些文件后编译，那些文件需要重新编译，还有更多更复杂的操作。

make是一个强大的实用工具，用于管理项目的编译和链接。make需要一个编译规则文件makefile，可实现自动化编译。

makefile具体使用例子

代码举例

main.cpp

#include <iostream>
#include "functions.h"
using namespace std;int main()
{printhello();cout << "This is main:" << endl;cout << "The factorial of 5 is: " << factorial(5) << endl;return 0;
}

factorial.cpp

#include "functions.h"int factorial(int n)
{if(n == 1)return 1;elsereturn n * factorial(n-1);
}

printhello.cpp

#include <iostream>
#include "functions.h"using namespace std;void printhello()
{int i;cout << "Hello world" << endl;
}

functions.h

#ifndef _FUNCTIONS_H_
#define _FUNCTIONS_H_
void printhello();
int factorial(int n);
#endif

不用makefile编译运行

g++ main.cpp factorial.cpp printhello.cpp -o main
./main

利用makefile编译运行

首先在linux中安装make命令

apt-get install ubuntu-make

1. 法一

   # VERSION 1
   # hello为生成的可执行文件，依赖于后面的三个.cpp文件
   # g++前面加一个TAB的空格
   hello: main.cpp printhello.cpp factorial.cppg++ -o hello main.cpp printhello.cpp factorial.cpp
   

   然后编译并运行

   make
   ./hello
   

   

2. 法二

   # VERSION 2
   CXX = g++ # 指定编译器
   TARGET = hello
   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
   # 然后再编译OBJ文件，生成可执行文件hello
   $(TARGET): $(OBJ) # TARGET 是依赖于 OBJ 这些文件$(CXX) -o $(TARGET) $(OBJ)
   # main.o这样来的，编译main.cpp生成
   main.o: main.cpp$(CXX) -c main.cpp
   printhello.o: printhello.cpp$(CXX) -c printhello.cpp
   factorial.o: factorial.cpp$(CXX) -c factorial.cpp
   

   然后编译并运行

   make
   ./hello
   

   

3. 法三

   # VERSION 3
   CXX = g++
   TARGET = hello
   OBJ = main.o printhello.o factorial.o# 编译选项，显示所有的warning
   CXXLAGS = -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) $(CXXLAGS) $< -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)
   

   此时可以通过如下命令删除所有的.o文件和TARGET文件

   make clean
   

   编译并运行

   make
   ./hello
   

   

4. 法四

   # VERSION 4
   CXX = g++
   TARGET = hello
   # 所有当前目录的.cpp文件都放在SRC里面
   SRC = $(wildcard *.cpp)
   # 把SRC里面的.cpp文件替换为.o文件
   OBJ = $(patsubst %.cpp, %.o,$(SRC))CXXLAGS = -c -Wall$(TARGET): $(OBJ)$(CXX) -o $@ $^%.o: %.cpp$(CXX) $(CXXLAGS) $< -o $@.PHONY: clean
   clean:rm -f *.o $(TARGET)
   

cmake

CMakeLists.txt文件内容为：

project(SortMake)
aux_source_directory(src SRC_SUB)
aux_source_directory(. SRC_CUR)
add_executable(sort ${SRC_SUB} ${SRC_CUR})
include_directories(include)

• project() ：设置项目名称，参数可以随意指定
• aux_source_directory(dir VAR)：搜索 dir 目录下所有的源文件，并将结果列表存储在变量 VAR 中
• add_executable(target src)： 指定使用源文件src，生成可执行程序 target , ${变量名} 是取变量的值
• include_directories(headDir): 设置包含的头文件目录

编译并运行

cmake .

此时可以查看，cmake帮我们生成了Makefile文件

此时就可以不用自己写Makefile文件，直接用cmake生成了Makefile文件，然后编译并运行

由于cmake .后会生成许多中间文件，因此，我们可以建立一个build文件来存放这些中间文件。

其中，cmake ..的意思是去上一层文件夹中找CMakeLists.txt文件

gdb代码调试入门

1. 在程序中加入GDB调试信息
   这儿以gcc编译工具为例，跟上“-g”则为加上了gdb调试信息，生成可执行程序

   gcc gdb.c -o gdb -g
   

2. 启动GDB工具

   gdb + 可执行文件（带gdb调试信息）

3. 在GDB工具中查看代码

   list 代码所在行
   

   显示目标行数以后的代码，输入后继续按回车显示完所有代码，gdb自动记录上一条执行的语句。

   list 函数名
   

   显示函数名对应的函数源代码

4. 运行程序

   可以简写为r

   run
   

5. 打断点

   可以简写成b

   break 函数名
   

   断点打在函数定义处，进入执行函数时停住

   break 行数
   

   断电打在对应行，在指定行号前停住

   break c文件名：行号
   

   在源文件filename的对应行号停住

   break
   

   没有参数时，表示在下一条指令处停住

   delete break
   

   删除所有断点，其中删除断点可以简写为d。

   delete break 断点号
   

   删除指定断点，断点号由info中获得

   clear 行号
   

   删除行对应的断点

   disable 断点号
   

   使能断点，不会删除

6. 单步调试

   next
   

   单步执行，但遇到函数时不会进入函数中（next缩写为n）

   next <count>
   

   单步执行，直接运行到当前行后count个指令，然后停住

   step
   

   单步执行，会进入函数中（step缩写为s）

   step <count>
   

   单步执行，直接运行到当前行后count个指令，然后停住

   finish
   

   用于进入函数后退出函数，并打印函数返回时的堆栈地址，返回值即参数值等信息

   until 行号
   

   执行到对应行号处停下，一般用于跳出循环（until缩写为u）

7. 继续运行命令（continue缩写为c）

   continue <ignore_break_count>
   

   恢复程序运行，直到程序结束或到达下一个断点，ignore_break_count表示跳过后面ignore_break_count多个断点。

8. 查看当前程序运行的数据
   显示变量（print缩写为p）

   print <expr>
   print /<f> <expr>
   

9. 当程序被停住时，可以使用print命令来查看程序运行的数据，是表达式或者变量，是输出的格式，如下。

   • x：按照16进制显示变量
   • d：按照10进制显示变量
   • u：按照16进制显示无符号整型
   • o：按照8进制显示变量
   • t：按照2进制显示变量
   • a：按照16进制格式显示变量
   • c：按字符串格式显示变量
   • f：按浮点数格式显示变量

10. 观察某个表达式或者变量

    watch
    

    为表达式（变量）expr设置一个观察点，一旦值发生改变，程序马上停止运行，并打印出变量改变前后的值

    rwatch
    

    当表达式（变量）expr被读时，停止程序运行

    awatch
    

    当表达式（变量）expr被读或者被写时，停止程序运行

    info watchpoints
    

    查看所有观察点

11. 查看内存地址中的值（examine缩写为x）

    examine/<n/f/u> addr
    

12. gdb被从指定的内存地址开始，读写指定字节，并把其当作一个值取出来。

    • n：表示是一个正整数，表示显示的内存长度
    • f：是显示的格式
    • s：代表是显示字符串
    • i：代表是显示指令地址
    • x：按照16进制显示变量
    • d：按照10进制显示变量
    • u：按照16进制显示无符号整型
    • o：按照8进制显示变量
    • t：按照2进制显示变量
    • a：按照16进制格式显示变量
    • c：按字符串格式显示变量
    • f：按浮点数格式显示变量
    • u：表示从当前地址往后请求的字节数，不指定默认为4字节，其可以被b（表示单字节）,h（表示双字节）,w（表示四字 节）,g（表示八字节）代替

13. 取消未执行完的语句，直接返回

    return
    

    return <expression>
    

    expression是返回值，以该值返回

14. info命令

    info break
    

    查看断点信息

    info watchpoints
    

    查看所有观察点

    info registers/info all-registers
    

    查看寄存器（r0等寄存器）