unix+C计算机编程

### Unix+C 计算机编程知识点详解 #### 一、Linux与Unix下的C语言编程基础知识 ##### 1. 源程序编译 - **工具**: 在Linux/Unix环境下，通常使用GNU的`gcc`编译器来进行C语言源程序的编译。 - **示例**: 假设有一个简单的C程序`hello.c`，其内容为： ```c int main(int argc, char **argv) { printf("Hello Linux\n"); } ``` - **编译步骤**: - 执行命令`gcc -o hello hello.c`即可将源代码编译成一个名为`hello`的可执行文件。 - 命令解析：`gcc`是编译器名称，`-o hello`指定输出文件名为`hello`，`hello.c`为待编译的源文件。 ##### 2. Makefile的编写 - **背景**: 随着项目规模的增长，手动管理多个源文件的编译变得困难且低效。这时，就需要使用`Makefile`来自动化编译过程。 - **示例**: - 假设有以下文件结构： - `main.c` - `mytool1.h` - `mytool1.c` - `mytool2.h` - `mytool2.c` - 其中`main.c`包含了`mytool1.h`和`mytool2.h`，并调用了这两个文件中的函数。 - **手动编译**: - 可以通过以下命令手动编译这些文件： ```shell gcc -c main.c gcc -c mytool1.c gcc -c mytool2.c gcc -o main main.o mytool1.o mytool2.o ``` ##### 3. 使用Makefile简化编译流程 - **Makefile基本语法**: - 定义目标(`target`)和依赖(`dependencies`)。 - 规则(`rule`)：当目标不存在或比依赖项旧时，执行的动作。 - **示例Makefile**: ```makefile CC=gcc CFLAGS=-Wall -std=c99 OBJS=main.o mytool1.o mytool2.o PROG=main all: $(PROG) $(PROG): $(OBJS) $(CC) $(CFLAGS) -o $@ $^ %.o: %.c $(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@ clean: rm -f *.o $(PROG) ``` ##### 4. 程序库的链接 - **静态库**: 包含编译后的对象文件集合，链接时将整个库文件加入到最终的可执行文件中。 - **动态库**: 在运行时动态加载的共享库，不会包含在最终的可执行文件中。 - **示例**: - 编译静态库`libmylib.a`，并在`main.c`中链接： ```shell ar rcs libmylib.a mytool1.o mytool2.o gcc -o main main.o -lmylib ``` ##### 5. 程序的调试 - **调试工具**: 使用`gdb`进行调试。 - **常见调试步骤**: - 启动`gdb`：`gdb ./main` - 设置断点：`break main` - 运行程序：`run` - 单步执行：`next` - 查看变量值：`print variable_name` ##### 6. 头文件和系统求助 - **头文件**: 包含函数声明和类型定义，便于其他文件引用。 - **系统求助**: Linux/Unix提供了丰富的命令行帮助文档，如`man gcc`可以查看`gcc`编译器的手册页。 #### 二、Linux程序设计进阶内容 ##### 1. 进程介绍 - **进程概念**: 进程是正在运行的程序实例，具有独立的内存空间。 - **进程控制**: - 创建进程：`fork()`创建子进程。 - 终止进程：`exit()`终止当前进程。 ##### 2. 文件操作 - **文件读写**: - 打开文件：`open()`。 - 读写文件：`read()`、`write()`。 - 关闭文件：`close()`。 - **文件权限**: - 权限设置：`chmod`命令。 - 文件所有者：`chown`命令。 ##### 3. 时间概念 - **时间获取**: - 获取系统时间：`time()`函数。 - 计算时间差：`difftime()`函数。 - **时间格式化**: - 格式化时间：`strftime()`函数。 ##### 4. 信号处理 - **信号发送**: - 发送信号：`kill()`函数。 - **信号捕获**: - 设置信号处理函数：`signal()`函数。 ##### 5. 消息管理 - **消息队列**: - 创建消息队列：`msgget()`函数。 - 发送消息：` msgsnd()`函数。 - 接收消息：`msgrcv()`函数。 ##### 6. 线程操作 - **线程创建**: - 创建线程：`pthread_create()`函数。 - **线程同步**: - 互斥锁：`pthread_mutex_t`类型。 - 条件变量：`pthread_cond_t`类型。 ##### 7. 网络编程 - **套接字编程**: - 创建套接字：`socket()`函数。 - 绑定地址：`bind()`函数。 - 监听连接：`listen()`函数。 - 接受连接：`accept()`函数。 - 发送数据：`send()`函数。 - 接收数据：`recv()`函数。 以上内容为在Linux/Unix环境下进行C语言编程的基础及进阶知识点，涵盖了从源代码编译到高级编程技巧等多个方面，为初学者提供了全面的学习指南。