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Linux开发工具:Vim 与 gcc,打造高效编程的魔法双剑

一、初识Vim

Vim是vi编辑器发展而来的。vi是早期Unix系统中的编辑器,Vim是在vi的增强版,在此基础上添加许多新的功能

  • Vim是一款多模式编辑器,这是它很重要的特性。命令模式、插入模式、底行模式、视图模式、替换模式等等,一共又12种模式,其中最重要的是命令模式、插入模式、底行模式,用于对代码的编辑、提高编写效率、保存退出等功能。
  • Vim这款编辑器中是无法使用鼠标的,其原因之一:熟练使用各种模式下的命令操作,在编辑代码的效率上比VS编译器的效率还要高,例如:在Vim中可以指定光标的位置,一个1000行的代码,在VS编译器中需要不断的滚动光标才查找的了需要的行号,Vim中只需要通过命令指定行号即可跳转。

这里的Vim与我们平时使用的VS2022编译器不一样,VS2022是一款集成开发环境,可以用于,编写代码-调试代码理-编译运行代码。

在Linux中:

  • Vim负责对代码的编辑。
  • gdb负责代码的调试
  • gcc/g++负责代码的编译运行

在早期的键盘上,是没有 ↑↓←→的方向键,在Vim中移动光标是通过h、j、k、l这四个按键控制。当然现在Vim也支持使用方向键,但在实际中,并不会使用方向键,在使用上方向将并没有hjkl四个按键顺手。类似于在游戏中我们不会使用方向将来操控角色,而是用wasd来控制方向。

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模式

直接输入vim,进入vim的环境查看它版本信息。
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额,进去之后别慌,此时vim正处于命令模式,注意观察左下脚的单词 NORMAL,此时的状态指的就是命令模式,又被称为正常模式在命令模式中,输入的任何按键都可以被视为一条指令,当然这条指令是合法的才会生效。在命令模式中输入 Shirt + zz即可退出,别搞错了,英文输入法才会起效果~。

命令模式:normal mode

又称为正常模式,Linux会将输入的所有内容当作为命令,它只识别支持的命令,乱按键盘是没用滴~ ,可以控制光标的移动,代码、字符串、行的复制、粘贴、删除等操作。此模式无法进行编辑

  • 最大意义:提高编辑代码的效率,熟练使用这些指令后,编辑效率比使用鼠标配合键盘快很多。

在Windows中,使用 CTRL + c / v进行复制粘贴的快捷方式,实际上是一个指令,和命令模式中的命令操作本质是一样的。

插入模式: insert mode

对文件输入内容,在命令模式中输入 i即可进入,通过ESC可以退出插入模式,切回命令模式。

底行模式:Last line mode

文件保存、退出、查找字符串、列出行号等操作。在命令模式中输入 Shift + ;,通过ESC可以退出底行模式,切回命令模式。


  • 底行模式与插入模式中是无法互相切换的

  • 任何模式下,使用ESc都可以切换到命令模式,而命令模式又可以切换到所有的模式。

  • 命令模式是vim中的精华

二、vim基本操作

安装Vim

sudo yum install vim //普通用户
yun install vim //超级用户

2.1基础操作

通过vim打开文件进行编辑

vim [文件名]

刚开始使用Vim进行编辑看见的是这样:

啊,这该怎么玩它,什么按键按下去也没有效果。此时Vim处于命令模式,想要进行代码的编辑,需要输入 i切换到插入模式,左下脚有INSERT的字样,成功进入插入模式。

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在插入模式中进行编辑,又发现一些问题,为什么没有快捷输入,报错信息,换行不会自动大四个空格,等等等,放在就是用着变扭

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第一次使用的vim是刚出厂的什么内容都还没有进行配置,语法高亮、自动换行等内容,而这些可以通过手动在 vim ~/.vimrc中进行配置,打造属于自己的vim编辑器。.vimrc的配置

在普通账户的加目录中执行一下命令,即可自动配置vim的环境,需要在联网环境运行。[配置Vim环境](VimForCpp: 快速将vim打造成c++ IDE)

curl -sLf https://gitee.com/HGtz2222/VimForCpp/raw/master/install.sh -o ./install.sh && bash ./install.sh

2.2命令模式/正常模式

特点,退出vim前,光标在那一行,再次使用vim进入该文件时,光标还是在哪一行

切换插入模式

命令模式结果
i进入插入模式,光标在哪,进入插入模式光标就指向哪
a进入插入模式,光标在当前位置后移一个位置
o进入插入模式,光标换到下一行

2.2.1光标定位

上下定位

命令模式结果
gg光标直接定位到第一行
shift + g == G光标定位到文本结尾
数字 + gg使光标定位到任意行

gg

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G

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48 + gg:

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90 + gg

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通过数字加gg的方式定位光标在效率上明显快很多,而想要在一行内完成左右定位,该咋办捏~

左右定位

命令模式结果
Shift + 4 == $光标定位到改行内容的结尾
Shift + 6 == ^光标定位到改行有效内容的起始位置
w以单词为单位,使光标前移动
b以单词为单位,使光标后移动
数字 + w、b通过数字控制移动的单词个数

h、j、k、l :h控制光标先左移动一个单位;j控制光标向下移动一个单位;k控制光标向上移动一个单位;l控制光标向右移动一个单位

不使用方向键:在键盘初期没有 ↑ ↓ ← →键位

$注意需要使用英文输入法

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^

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3w

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2.2.2复制粘贴、删除

命令模式结果
yy复制当前行
p粘贴到当前行的下一行
dd剪切或删除当前行
dd + p完整剪切逻辑,可以通过数字进行配合
数字 + yy从第一行复制的指定数字对应的行号
数字 + p数字大小可以指定粘贴多少份。
数字 + dd从光标所在这一行开始向下指定剪切多少行
数字 + x向后删除的一个字符。通过数字配合指定向后删除字符的个数
数字 + X注意了,这是大写的X,向前删除一个字符

2.2.3撤销

命令模式结果
u撤销
CTRL + r对u进行撤销

这两个命令在逻辑上呈现环装,可以进行相互撤销,写错东西,删错了可别慌,只要还没有退出vim还有补救滴~

退出vim出后,无法进行撤销操作

2.2.4替换字符

命令模式结果
~ (Shift + `)快速转换大小写
r + 需要替换的字符将光标选中的内容进行替换。
数字 + r + 需要替换的字符数字大小,表示从当前光标指定的内容向后替换的字符个数

2.2.5替换模式

Shift + r:从命令模式切换到替换模式,光标在哪里进行输入,直接进行替换

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2.3底行模式

需要在命令模式输入冒号进行切换,shift + ; == :

底行模式输入,help可以观察viim的模式,和一些相关信息,看不懂英文没关系,有翻译软件呐~

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2.3.1退出vim和保存文件

底行模式结果
w保存当前文件
q退出文件
wq退出并保存
强制执行,可以与上述三个指令配合执行。
Shift + zz退出vim

2.3.2定位文本字符串

底行模式结果
/ + 查找的字符串定位到该字符串出现的第一次出现的位置
/ + 查找的字符串 / 数字定位到下一个出现字符串的位置

还可以在擦找到一个字符串后不断的按n,向后查找

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2.3.3命令

! + 命令在不退出vim,使用命令行命令

例如:在底行模式中编译运行test.c文件

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2.3.4实现分屏

vs + 文件名:实现分屏操作。在分屏中,光标在哪个屏幕,使用哪个文件

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CTRL + ww:将光标移动到下一个屏幕

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其余的操作与正常使用一个fengping

2.3.5替换指定字符串

%s/替换的字符串/替换后的内容/g

global:整体的

底行模式结果
%s/printf/print/g将文本中所有printf替换为print

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2.4补充指令

2.4.1视图模式

CTRL + v进入视图模式

  • 在视图模式下可以进行批量化操作,批量化注释,批量化tab,批量化删除、批量化插入等等

shitf+i,进入插入模式

视图模式 + h j k l选择注释的区域 + shift+i + // + Esc批量化注释

视图模式 + (gg + shift+g) + shift+i + // + Esc全注释:

视图模式 + h j k l选择注释的区域 + d批量化删除

成功进入视图模式:

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批量化注释

通过hjkl,或者gg,G选择待注释的区域

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Shift + i,进入插入模式输入 //,进行注释

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Esc,退出

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批量化删除,在视图模式中使用,hjkl,或者gg,G控制待删除的区域

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d,在键盘上输入d。完成删除

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2.4.2打开文件指定行号

使用vim + 文件名 + 数字:可以指定打开文件后,指定光标所在的行号。

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2.4.3感叹号,快速执行历史命令

注意,这是在退出Vim编辑器后执行的命令行指令

!g:执行最近使用的gcc命令

!l:执行最近使用的LL命令

!w:执行最近使用的which命令

可以通过 对任意指令进行配合。

修改vim的本质是去修改家目录下,.vimrc这个配置文件,在里边设置配置项目

从权限的角度来看,一个账户配置的vim,只能在当前账户中使用,

2.4.4设置行号

底行模式结果
set nu设置行号
set nonu取消行号

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三、使用Linux编译器:gcc

格式 gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

生成可执行文件,默认生成的可执行文件名称为,a.out

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运行可执行文件:

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也可以指定生成的可执行文件名

gcc test.c -o test

3.1预处理

  • 头文件展开
  • 宏定义的替换
  • 去注释
  • 条件编译

生成.i文件

Linux中,头文件一般放在:/usr/include/这个目录中

gcc -E code.c -o code.i

没有添加 -o命令,会将生成后的 code.i文件内容全部打印出来

code.i生成

-o后面更上的文件名,表名要生成目标文件的文件名称

-E:从现在开始,进行程序的编译,一旦预处理完成,就停止

3.2编译

  • 语法分析
  • 词法分析
  • 语义分析
  • 符号汇总

将C语言编译为汇编语言,生成 .s文件

gcc -S code.c -o code.s

code.s 生成汇编语言文件

-S:开始进行程序编译,编译做完,完成汇编就停止。

3.3汇编

将汇编语言编译生成二进制文件,生成 .o文件

gcc -c code.c -o code.o

此处的二进制文件为,可重定位目标二进制文件,无法执行
-c:开始进行程序的翻译,汇编完成就停下来。

可以使用 od + 文件名 打开

没有前置完成-ES的操作直接 -c会将上述的操作执行,会直接生成 code.o的文件
gcc -c code.c -o code.o   可重定位目标文件

3.4链接

将.o文件与库文件进行链接,生成可执行文件

gcc code.o -o code

四、动静态库

在介绍动静态库之前,先原谅我叨叨几句介绍语言的发展。

4.1语言发展

计算机只认识二进制!!

  1. 纸带打孔方式,二进制
  2. 汇编语言:助记符,发明汇编语言后,发明了编译器,对汇编语言进行翻译
  3. 高级语言
    1. C语言、面向对象语言
      1. 可以直接将C语言翻译为二进制、历史已经有人做了将汇编语言翻译为二进制语言的操作,才不会这样做,只需要翻译为汇编就可以了

现有语言、还是先有编译器呢~

  • 先有编译器,否则写的语言没有意义,第一代编译器没有出现汇编语言,使用二进制编写汇编语言编译器,然后发明了汇编语言

  • 时代继续发展,使用汇编语言对二进制编写的编译器,进行重构
  • 汇编语言写的软件,就可以不需要使用二进制编译器,而使用汇编语言写的编译器,这个过程称为编译器自举
  • 到后来,发展到高级语言:先有C语言编译器,才发明的C语言,到后来的使用C语言编写了C语言编译器

4.2动静态库、动静态链接

作者水平有限,无法深入讲解

在Linux中可以完成代码的编译链接,离不开库的存在,在Linux中就默认存在着C/C++的库,头文件

ls /usr/include/  //查看Linux中的头文件

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  • Linux中:动态库libxxxx.so、静态库libxxxx.a。lib作为前缀,so作为后缀

  • Windows中:动态库xxxx.dll、静态库xxxx.lib。.dll为动态库的后缀,.lib为静态库的后缀

通过ldd指令可以查看,进行链接时依赖了那些库。

ldd code  可以查看链接时依赖了什么文件

libc.so.6,C标准库,掐头去尾单剩一个C,它就是库名。

在进一步罗列库文件的信息。

ls /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 -l

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动态链接:

我是一位很喜欢上网的同学,最近刚刚以全市前3的成绩进了市一中,原本我是打算高高兴兴的进去学校,然而我傻眼了,隔壁有个学长告诉我这所市一中要求不能携带手机、电脑,我想着这可难办了,平时我学习成绩很好就是因为学习可以上网查资料,学累了可以玩游戏放松放松。此时学长说你先别急,我给你一串地址,在这学校附近有一家网吧,平时在周末咋们学校的同学都是去这个网吧上网的。

  • 动态库链接过程类似于,给在学校(内存)的我(可执行程序)找学长(链接器)要了一串网吧地址(链接的地址信息),可以去上网吧(动态库),去网吧上某号机(调用库方法)。

  • 将可执行文件加载到内存,开始执行代码,代码运行到上网吧这个方法后,就会去查询历史的链接信息(学长给的地址),跳转到网吧中上网(调用库函数),调用完对应的方法(某某号机),返回,库函数调用完成。这个过程称为动态链接

  • 而为整个学校提供上网服务的网吧(动态库),又称为共享库

而某一天,某某老师发现,学校附近有一家网吧,学校的同学们一到周末都去网吧上网,老师想着这可不行,必须把这家网吧封了,因为它严重的影响到学生们的作风。网吧被封禁了(没有动态库)会导致所有的可执行文件运行出错


静态链接:

发现网吧被封了之后,我这可不行了,一个学期过去,我无法上网,导致我的学习成绩下滑了两名,不在是全校的top3了,回家之后我就去找老爸告状。此时老爸一听,这可不行我儿的学习成绩开始下滑了,是因为无法在学校上网导致的。

之后,老爸给学校商量,让我可以搞台电脑放在学校里给我用。我就携带电脑到学校去,这个过程称为静态链接

静态链接:将我们要的库方法,直接拷贝到我们的可执行程序中

动态链接和静态链接的区别:

  • 在Linux中每一条指令对应着一个可执行程序,而又依赖动态库,动态库丢失之后的后果可想而知
  • 动态链接消耗的内存很少这样做体积小而美

通过动态链接生成的可执行程序

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  • 通过静态库编译号可执行程序后,就不再依赖库,但是消耗的内存比较高,浪费磁盘和内存空间

通过动态链接生成的可执行程序,可以发现静态链接消耗的内存是,动态链接的100倍左右。

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实现静态链接

在Linux中,gcc默认执行的是动态链接,需要静态链接就只能手动执行。通过 file查看文件的链接信息,可以发现,code是 dynamically linked,翻译过来就是动态链接。

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gcc默认不存在静态库,执行这条命令将会会报错。进行静态链接,系统中必须存在静态库

gcc code.c -o code-s -static  静态链接库

安装静态库

sudo yum install glibc-static libstdc++-static -y

​ c库 c++库

通过file查看code-s的信息,可以发现链接方式是,statically linked,也就是静态链接。

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补充:sudo,无法使用的情况

在普通账户中使用sudo创建了一个code.c文件,创建好后输入byte的密码,Linux提示byte不存在sudoers文件中。

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ls -l /etc/sudoers

通过打印sudoers的信息发现,只有超级管理员才可以查看这个文件,没有修改的权限。
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配置:

使用root账号打开这个文件,找到第100行,配置系统信任的账号。最左侧这一栏是普通账户名称,别写错了。

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点击ESC切换到命令模式,然后切换到,底行模式进行保存退出,记得加感叹号强制保存退出,即使是超级用户也需要添加,Linux对这方面进行了限制。

小知识:代码裁剪

代码中可以通过条件编译完成对代码的裁剪,实现增删改。

可以通过设置裁剪的规则,完成在不同场景下生成不同版本的可执行程序。例如xshell的免费版本、收费版本,它们本质是通过条件编译完成功能的阉割。而不是写两份代码分别维护免费版本,收费版本,这样太过于麻烦

下列摘取自豆包

  • WPS Office
    • WPS 它有免费的个人版和付费的专业版、企业版等不同版本。个人版会裁剪掉一些高级的专业排版、多人协作中大规模团队精细管理等功能代码,着重提供常用的文字、表格、演示文稿编辑等基础功能以及一些面向个人用户的云服务、模板等功能代码。打造不同功能侧重和软件规模的版本。
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