慕课网-Linux C语言编程基本原理与实践-学习笔记

2017-08-21 本文已影响170人天涯明月笙

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Linux C语言编程基本原理与实践

高效的学习带着目的性: 是什么 -> 干什么 -> 怎么用

重识C语言

C语言是一种通用的, 面向过程的编程语言, 在系统与应用软件的开发应用较广
是人类和计算机交流的一种方式
ANSI C: 是C语言的标准, 为了避免各开发商用的C语言语法的差异
C语言的特点: 简单, 快速, 高性能, 兼容性好, 功能强大, 易于学习

C语言适合做什么

Linux嵌入式, 小工具(命令行下的cd, ls之类的命令)
与硬件打交道的程序: 操作系统, ARM嵌入式, 单片机编程以及Arduino编程等等
对性能要求较高的应用程序: NGINX(C)的并发量 = Apache(C++) * 10

C适合领域

小工具（语法简单）
和硬件打交道的程序（有指针，可操作内存）
有高性能要求的程序
nginx c apache c++
linux嵌入式

linux下c环境：

C语言是随着UNIX诞生而产生的一门编程语言
Mac电脑是Unix内核; Windows下可以安装Linux虚拟机

Ubuntu：

Ubuntu和CentOS是较为常用的Linux发行版本, 个人电脑用Ubuntu更好
Ubuntu的kylin版对中文支持很好
amd64版: AMD当初率先推出64位CPU, 所以Ubuntu把64位CPU型号定义为amd64(Intel照用), 一直沿用到现今; 32位用x86
LTS版: 长时间的技术支持版本
装Ubuntu系统可以选择双系统, 也可在原来的Windows电脑上装虚拟机

PS: 尽量在Linux环境下开发C语言程序

终端编辑器：emacs vim
安装软件：sudo apt-get install 【软件名】
更新软件：sudo apt-get update
Ctrl+Alt+T：打开终端
cd ～：进入当前用户的根目录
pwd ：查看当前所在路径
ls ：当前章目录包含哪些文件
ls -l :显示当前文件的类型，权限，创建时间，名字（如果前面是“d”就是文件夹，“-”就是普通类型的文件）
touch ** ：创建字符型文件
rm ** ：删除
mkdir ** :创建目录(文件夹)
vi ** ：打开(进入)文件
(vi 一个不存在的文件，进入后无法输入内容，因当前在命令模式下；按字符i，可进入INSERT插入模式，就可输入内容，按Esc返回命令模式；)
在命令模式下：
：w ：保存该文件
：q ：退出
i ：当前光标前面插入字符
Shift+i ：跳到本行行首插入字符
a ：当前光标后面插入字符
Shift+a ：跳到本行末尾插入字符
o ：在当前下一行插入字符
Shift+o ：在当前上一行插入字符
x ：删除当前光标所处字符
d+d ：删除整行

Linux下最好用的文本编辑器: emacs, vim

cc -v(gcc -v)查看编译器版本
apt-get是一条linux命令，适用于deb包管理式的操作系统，主要用于自动从互联网的软件仓库中搜索、安装、升级、卸载软件或操作系统。
clear：清洁屏幕

linux下一般不用void main

.(./)表示当前路径下，
./a.out 执行当前路径下的a.out文件
r表示可读 w表示可写 x表示可执行
三组重复的顺序为创建者用户组任意其他用户

vim分屏显示

:sp 文件名 //创建（打开）新文件
上屏 ctrl+w+上箭头
下屏 ctrl+w+下箭头
复制：(行数)+dd
粘贴：p
//这两个不用点冒号
打开行号：set nu
关闭行号：set nonu

终端下：

gcc 文件名.c -o 命名.c
生成.out并命名
#include <>表示在预装的库里查找，""表示在当前文件内查找

头文件与函数定义分离

代码没有main函数不能执行，main是入口。

.h 头文件
.o 编译之后的;D
.c 源代码

gcc -c max.c -o max.o

gcc的编译流程分为4步：

预处理(Pre-Processing) －> 编译(Compling) -> 汇编(Assembling) -> 连接(Linking)

预处理：处理#include、#define、#ifdef 等宏命令

编译：把预处理完的文件编译为汇编程序.s

汇编：把汇编程序.s编译为.o二进制文件

gcc -c min.c -o min.o //把文件min.c预编译成文件min.o
cp 文件名a 文件b //把文件a拷贝成新的文件b
使用yy复制一行使用行数n+yy 复制n行
使用p对复制的行进行粘贴
gcc max.o min.o hello.c
源代码文件用cat命令可以查看

hello.c代码：

#include <stdio.h>
#include "max.h"
#include "min.h"

int main()
{
    int a1 = 33;
    int a2 = 21;
    int maxNum = max(a1,a2); 
    int minNum = min(a1,a2);
    printf("the max value is %d\n",maxNum);
    printf("the min value is %d\n",minNum);
}

max.h 代码：

int maxNum(int a, int b);

min.h 代码：

int minNum(int a ,int b);

min.c代码:


int min (int a, int b)
{
    if(a<b){
        return a;
    }else{
        return b;
    }
}

makFile的编写

make工具可以将大型的开发项目分成若干个模块
make -v
sudo apt-get install make

编写一个Makefile可以同时编译多个文件。

vi Makefile
写入：

hello.out:max.o min.o hello.c
    gcc max.o min.o hello.c -o hello.out
max.o:max.c
    gcc -c max.c
min.o:min.c
    gcc -c min.c
# 添加注释

执行命令make
编写 Makefile 缩进使用 tab 键(六个空格，否则出错)
重命名 mv MakeFile makefile

详细讲解main函数中的返回值的作用以及main函数中的参数意义

gcc main.c -o main.out && ./main.out

gcc main.c -o main.out && ./ main.out 可以依次执行两条命令。
return 0 用来验证程序运行是否成功。
命令echo $?用来查看返回值

./main.out && ls打印出helloworld的同时，列出当前目录。因为main.out的return值为0，判定为成功执行。

./main2.out && ls打印出helloworld，未列出当前目录。因为main.out的return值为101（非0），判定为不成功执行。

main函数中的参数

int main(int argc, char* argv[])//main函数完整形式

argc获取输入参数的个数。只输入文件名为1.

argv[]存放每个参数的内容
如：

输入 ./main.out -l -a
argv = 3
argc[0] = ./main.out
argc[1] = -l

#include <stdio.h>

int main(int argc,char* argv[])
{
    printf("argc is %d\n",argc);
    //int i;
    for(int i =0;i<argc;i++){
    printf("argv[%d]is %s\n",i,argv[i]);
    }

    return 101;
}

Linux下的标准输入流输出流与错误流

linux把所有东西当作文件处理

标准输入流文件：stdin 键盘
标准输出流文件：stdout 显示器
标准错误流文件：stderr
这是系统默认创建
fprintf fscanf：将输入输出放入...
printf("") 是对fprintf(stdout,"")函数的封装.
scanf("") 是对fscanf(stdin,"")函数的封装

#include <stdio.h>

int main()
{
    // printf("hello world!\n");
    fprintf(stdout,"hello world \n");
    int a;
    //scanf("%d",&a);
    fscanf(stdin,"%d",&a);
    if(a<0){
     fprintf(stderr,"the value must >0\n");
     return 1;
    }

    //printf("input value is: %d\n",a);
    return 0;

}

输出输出流与错误流的重定向

Linux几乎可以用于任何领域，这里我们不得不提出linux的通道，管道起到了很重要的作用，不同应用程序之间要配合使用，就需要用到管道。

demo:main.c

先理解输入流，输出流和错误流的重定向机制，对于管道的理解会比较容易些。

#include <stdio.h>

int main()
{
int i,j;
printf("input the int value i:\n"); \\printf其实对fprintf的封装，是从标准输出流（即stdout）来输出这个过程
scanf("%d", &i); //默认输入流是键盘
printf("input the int value j:\n");
scanf("%d", &j);
printf("i+j=%d\n", i+j);
}

执行命令编译cc main.c，得到a.out，运行a.out，我们分别输入3和5输入到终端。我们标准输出流是1，输出入是0。我们可以使用命令./a.out 1>> a.txt，其中>>符号（不写参数就是输出流），之前默认输出流是终端，现在我们则改为输出到a.txt中，我们执行命令后，分别输入3回车后再输入5。再使用命令cat a.txt，我们可以看到我们已经输出到文件里的内容。
我们再次执行./a.out >> a.txt，我们再次输入参数，完成后我们再次使用cat来查看a.txt文件里的内容，发现之前的内容还在，新的输出内容追加到了后面。
再举一个重定向的例子，我们使用命令ls /etc >> etc.txt，我们将ls目录下的内容输入到了etc.txt文件中；但我们如若改重定向符号想覆盖掉之前的内容，可以把双箭头>>改为单箭头>，则文件中先前的内容就会被覆盖掉。

输入流重定向

我们可以创建一个文件vi input.txt，内容如下：
6
8
我们再次执行./a.out < input.txt，不存在追加模式，所以我们用单箭头<，我们可以将要输入的内容全部在input.txt中准备好，命令执行后，我们便在终端上可以看到结果。

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i,j;
    printf("input the int value i:\n"); 
    scanf("%d", &i); //默认输入流是键盘
    printf("input the int value j:\n");
    scanf("%d", &j);
    if(0!=j){   
        printf("%d/%d=%d\n",i,j,i/j);
    }else{
        fprintf(stderr,"j != 0\n");
        return 1;
    
    }


    return 0;
}

./a.out 1>t.txt 2>f.txt <input.txt

将输出保存到t.txt.
错误保存到f.txt.
从input.txt读入数据

管道原理及应用。

管道：
把前面的输出流作为后面工具的输入流，用一个“|”表示.

ps -e:查看系统运行的进程
grep:查看指定文本，搜出包含字符的文本
如输入： ls /etc/ | grep ab

ls /etc/ 的输出作为 grep 的输入，

ls /etc/ | grep ab 在/etc/文件下查找含有ab字符的文件名

ps -e | grep ssh

查看包含ssh的进程

实践编程，用简单的C语言代码，编写一个实用的C语言小程序

avg.c :

#include <stdio.h>

int main()
{
    int s,n;
    scanf("%d,%d",&s,&n);
    float v = s/n;
    printf("v =%f\n",v);
    return 0;
}

input.c:

#include <stdio.h>

int main()
{
    int flag =1;
    int i,s;
    int count=0;
    while(flag){
    scanf("%d",&i);
    if(0==i) break;
    count++;
    s+=i;
    }
    printf("%d,%d\n",s,count);
    return 0;

}

使用时：
./input.out | ./avg.out
实现将input的数据之间求平均值。