Linux下的C程式設計

linux下的c程式設計

學習內容：

源程式編譯

makefile的編寫

程式庫的鏈結

程式的除錯

標頭檔案和系統求助

1.源程式的編譯

在linux下面,如果要編譯乙個c語言源程式,我們要使用gnu的gcc編譯器. 下面我們以乙個例項來說明如何使用gcc編譯器.

假設我們有下面乙個非常簡單的源程式(hello.c):

int main(int argc,char **argv)

要編譯這個程式,我們只要在命令列下執行:

gcc -o hello hello.c

gcc 編譯器就會為我們生成乙個hello的可執行檔案.執行./hello就可以看到程式的輸出結果了.命令列中 gcc表示我們是用gcc來編譯我們的源程式,-o 選項表示我們要求編譯器給我們輸出的可執行檔名為hello 而hello.c是我們的源程式檔案.

gcc編譯器有許多選項,一般來說我們只要知道其中的幾個就夠了. -o選項我們已經知道了,表示我們要求輸出的可執行檔名. -c選項表示我們只要求編譯器輸出目標**,而不必要輸出可執行檔案. -g選項表示我們要求編譯器在編譯的時候提供我們以後對程式進行除錯的資訊.

知道了這三個選項,我們就可以編譯我們自己所寫的簡單的源程式了,如果你想要知道更多的選項,可以檢視gcc的幫助文件,那裡有著許多對其它選項的詳細說明.

2.makefile的編寫

假設我們有下面這樣的乙個程式,源**如下:

/* main.c */ 
#include "tool1.h" 
#include "tool2.h" 
int main(int argc,char **argv) 
/* tool1.h */ 
#ifndef _mytool1_1_h 
#define _mytool1_1_h 
void tool1_print(char *print_str); 
#endif 
/* tool1.c */ 
#include "tool1.h" 
void tool1_print(char *print_str) 
/* tool2.h */ 
#ifndef _mytool1_2_h 
#define _mytool1_2_h 
void tool2_print(char *print_str); 
#endif 
/* tool2.c */ 
#include "tool2.h" 
void tool2_print(char *print_str)

當然由於這個程式是很短的我們可以這樣來編譯

gcc -c main.c gcc -c tool1.c gcc -c tool2.c

gcc -o main main.o tool1.o tool2.o

這樣的話我們也可以產生main程式,而且也不時很麻煩.但是如果我們考慮一下如果有一天我們修改了其中的乙個檔案(比如說tool1.c)那麼我們難道還要重新輸入上面的命令?也許你會說,這個很容易解決啊,我寫乙個shell指令碼,讓她幫我去完成不就可以了.是的對於這個程式來說,是可以起到作用的.但是當我們把事情想的更複雜一點,如果我們的程式有幾百個源程式的時候,難道也要編譯器重新乙個乙個的去編譯?

為此,聰明的程式設計師們想出了乙個很好的工具來做這件事情,這就是make.我們只要執行以下make,就可以把上面的問題解決掉.在我們執行make之前,我們要先編寫乙個非常重要的檔案.--makefile.對於上面的那個程式來說,可能的乙個makefile的檔案是:

# 這是上面那個程式的makefile檔案

main:main.o tool1.o tool2.o gcc -o main main.o tool1.o tool2.o main.o:main.c tool1.h tool2.h gcc -c main.c tool1.o:tool1.c tool1.h gcc -c tool1.c tool2.o:tool2.c tool2.h

gcc -c tool2.c

有了這個makefile檔案,不過我們什麼時候修改了源程式當中的什麼檔案,我們只要執行make命令,我們的編譯器都只會去編譯和我們修改的檔案有關的檔案,其它的檔案她連理都不想去理的.

下面我們學習makefile是如何編寫的.

在makefile中也#開始的行都是注釋行.makefile中最重要的是描述檔案的依賴關係的說明.一般的格式是:

target: components

tab rule

第一行表示的是依賴關係.第二行是規則.

比如說我們上面的那個makefile檔案的第二行

main:main.o tool1.o tool2.o

表示我們的目標(target)main的依賴物件(components)是main.o tool1.o tool2.o 當倚賴的物件在目標修改後修改的話,就要去執行規則一行所指定的命令.就象我們的上面那個makefile第三行所說的一樣要執行 gcc -o main main.o tool1.o tool2.o 注意規則一行中的tab表示那裡是乙個tab鍵

makefile有三個非常有用的變數.分別是

[email=$@,$^,$]$@,$^,$[/email]

int main(int argc,char **argv)

這個程式相當簡單,但是當我們用 gcc -o temp temp.c 編譯時會出現下面所示的錯誤.

/tmp/cc33kydu.o: in function `main':

/tmp/cc33kydu.o(.text+0xe): undefined reference to `log'

collect2: ld returned 1 exit status

出現這個錯誤是因為編譯器找不到log的具體實現.雖然我們包括了正確的標頭檔案,但是我們在編譯的時候還是要連線確定的庫.在linux下,為了使用數學函式,我們必須和數學庫連線,為此我們要加入 -lm 選項. gcc -o temp temp.c -lm這樣才能夠正確的編譯.也許有人要問,前面我們用printf函式的時候怎麼沒有連線庫呢?是這樣的,對於一些常用的函式的實現,gcc編譯器會自動去連線一些常用庫,這樣我們就沒有必要自己去指定了. 有時候我們在編譯程式的時候還要指定庫的路徑,這個時候我們要用到編譯器的 -l選項指定路徑.比如說我們有乙個庫在 /home/hoyt/mylib下,這樣我們編譯的時候還要加上 -l/home/hoyt/mylib.對於一些標準庫來說,我們沒有必要指出路徑.只要它們在起預設庫的路徑下就可以了.系統的預設庫的路徑/lib /usr/lib /usr/local/lib 在這三個路徑下面的庫,我們可以不指定路徑.

還有乙個問題,有時候我們使用了某個函式,但是我們不知道庫的名字,這個時候怎麼辦呢?很抱歉,對於這個問題我也不知道答案,我只有乙個傻辦法.首先,我到標準庫路徑下面去找看看有沒有和我用的函式相關的庫,我就這樣找到了執行緒(thread)函式的庫檔案(libpthread.a). 當然,如果找不到,只有乙個笨方法.比如我要找sin這個函式所在的庫. 就只好用 nm -o /lib/*.so|grep sin>~/sin 命令,然後看~/sin檔案,到那裡面去找了. 在sin檔案當中,我會找到這樣的一行libm-2.1.2.so:00009fa0 w sin 這樣我就知道了sin在 libm-2.1.2.so庫裡面,我用 -lm選項就可以了(去掉前面的lib和後面的版本標誌,就剩下m了所以是 -lm). 如果你知道怎麼找,請趕快告訴我,我回非常感激的.謝謝!

4.程式的除錯

我們編寫的程式不太可能一次性就會成功的,在我們的程式當中,會出現許許多多我們想不到的錯誤,這個時候我們就要對我們的程式進行除錯了.

5.標頭檔案和系統求助

有時候我們只知道乙個函式的大概形式,不記得確切的表示式,或者是不記得著函式在那個標頭檔案進行了說明.這個時候我們可以求助系統.

比如說我們想知道fread這個函式的確切形式,我們只要執行 man fread 系統就會輸出著函式的詳細解釋的.和這個函式所在的標頭檔案說明了. 如果我們要write這個函式的說明,當我們執行man write時,輸出的結果卻不是我們所需要的. 因為我們要的是write這個函式的說明,可是出來的卻是write這個命令的說明.為了得到write的函式說明我們要用 man 2 write. 2表示我們用的write這個函式是系統呼叫函式,還有乙個我們常用的是3表示函式是c的庫函式.

記住不管什麼時候,man都是我們的最好助手.

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