【Linux】Linux基础开发工具从入门到实践
前言：学了Linux的指令，再就是Linux基础开发工具，熟练掌握基础开发工具是提升效率的关键。本文学习Linux的基础开发工具，无论是软件安装、代码编辑，还是编译调试、版本控制，一套顺手的工具链能让你在开发路上少走很多弯路。本文将结合实战，详细讲解 Linux 下核心开发工具的使用方法。
一、软件包管理器
1.1 什么是软件包/软件管理器？
软件包：简单来说就是，开发人员把软件提前编译好，并且做成软件包（即安装程序）放在服务器上（APP）
软件管理器：通俗来说就是管理软件包的（应用商店），能自行解决依赖关系、下载和安装软件包。
yum（yellow dog updater modified）：Linux下非常常用的一种包管理器，主要用于Centos，RedHat等apt：也是一种包管理器，多用于Ubuntu 。
1.2 Linux软件生态
操作系统的好坏评估，就是看其生态问题，首先有一个问题：为什么会有人免费给特定社区提供软件，还发布？还提供云服务器让你下载？
是因为要提供相关软件与云服务，构建专属生态，增强社区粘性与影响力。一个软件有一个好的生态环境，就会有更多人去使用，讨论问题，分享经验，解决问题，如Linux的生态环境。
- 下载软件的图示过程：
还有一个问题，国外发行的软件版本，国内是怎么用上的呢？
国内的一些社会性公司会购买国外的软件包服务器，将该服务器内的软件等拷贝到国内的软件包服务器上，然后上线到国内的一些网站上，即镜像网站。
一些镜像网站：
- 阿里云：https://developer.aliyun.com/mirror/
- 清华大学：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/
- 中科大：http://mirrors.ustc.edu.cn/
- 北交大：https://mirror.bjtu.edu.cn/
- 中科院软件研究所：http://mirror.iscas.ac.cn/
- 上交大：https://ftp.sjtu.edu.cn/
1.3 具体操作：查装卸
（1）基础操作对比（centos vs ubuntu）
| 操作需求 | Centos(yum) | Ubuntu |
|---|---|---|
| 查看软件包（如lrzsz） | yum list | grep lrzsz |
| 安装软件 | sudo yum install -y lrzsz | sudo apt install -y lrzsz |
| 卸载软件 | sudo yum remove -y lrzsz | sudo apt install -y lrzsz |
| 清理缓存 | sudo yum clean all | sudo apt clean |
| （2）注意事项： |
- 安装/卸载需
sudo权限（修改系统目录） - 同一时间只能执行一个
yum/apt操作（防冲突）
二、编辑器vim：Linux下的“代码神器”
Vim 是 Linux 下功能最强大的文本编辑器之一，兼容 Vi 且支持语法高亮、多模式编辑，掌握它能极大提升代码编写效率。本节聚焦 Vim 核心模式与实用操作，帮你快速上手。
IDE例子：
2.1 核心认知：Vim和Vi的区别
vi：Linux的原生编辑器，功能基础vim：vi的升级版，支持语法高亮、可视化操作，兼容所有vi命令，可视化操作不仅可以在终端运行，也可以运行于 x window、mac os 、windows等
2.2 vim的三大核心模式：切换是关键
三大核心模式：命令模式（command mode）、插入模式（insert mode）和底行模式（last line mode）
| 模式名称 | 功能描述 | 进入方式 | 退出方式 |
|---|---|---|---|
| 命令模式 | 控制屏幕光标移动，字符、字或行的删除，复制或进入insert mode/last line mode | 打开vim默认进入；其他模式按 Esc | - |
| 插入模式 | 输入文本内容 | 命令模式下按i（光标前）/a （光标后）/o （新行） | Esc |
| 底行模式 | 文件的保存/退出、查找、列行号等全局操作 | 命令模式下按shift+;(即:) | 按Esc或执行命令后自动返回 |
2.3 vim的实用操作：从入门到高效
（1）vim基础操作：
- 进入vim，在系统提示符输入
vim 文件名称，即可进入vim全屏幕编辑画面，但是刚进入时是处于正常模式，要切换到插入模式才可以输入文字 正常模式切换至插入模式：直接输入==a/i/o==插入模式切换至正常模式：Esc正常模式切换至底行模式：shift+;- 退出vim模式并且保存文件：在正常模式下，按shift+; (即 : )进入底行模式后，输入下面的命令：
| 命令 | 功能 |
|---|---|
| w | 保存当前文件 |
| wq | 存盘并退出vim |
| q! | 不存盘，强制退出vim |
| wq! | 存盘并强制退出vim |
（2）vim正常模式命令集：
1.插入模式：
- 正常模式下按i进入插入模式后是从光标当前位置开始输入文件
- 按 a 进入插入模式是从当前光标所在位置的下一个位置开始输入文字
- 按 o 进入插入模式是插入新的一行，从行首开始输入文字
2.移动光标：
- vim可以直接用键盘上的光标来上下左右移动，即小写英文字母的h、j、k、l，分别控制光标左、下、上、右
G：移动到文章的最后$/^：移动到光标所在行的行尾/行首w/e：光标跳到下个字的开头/字尾b：光标回到上个字的开头nl：光标回到该行的第n个位置，如：5l，6lgg：进入到文本开始shift+g：进入到文本末端Ctrl+b/f：屏幕往后/前移动一页ctrl+u/d：屏幕往后/前移动半页
3.删除文字：
x：每按一次，删除光标所在位置的一个字符nx：即删除光标所在位置的“后面（包括自己在内）”n个字符（n代表数字）X：大写的X，每按一次，删除光标所在位置的“前面”一个字符nX：即删除光标所在位置的“前面”n个字符（n代表数字）dd：删除光标所在行ndd：从光标开始删除n（n代表数字）行
4.复制
yw：将光标所在之处到字尾的字符复制到缓冲区nyw：复制n个字到缓冲区yy：复制光标所在行到缓冲区nyy：拷贝n行到缓冲区p：将缓冲区的字符贴到光标所在位置
5.替换：
r：替换光标所在处的字符R：替换光标所到之处的字符，直到按下ESC键为止
6.撤销上一次的操作：
u：撤销（相当于Windows的CTRL+z）ctrl+r：对 u的恢复，即撤销u
7.更改：
cw：更改光标所在处的字到字尾处cnw：更改n个字
8.跳至指定的行：
ctrl+g：列出光标所在行的行号nG：移动到光标至文章的第n行行首
（3）vim底行模式命令集：
在使用底行模式之前，先按ESC键确认已处于正常模式，再按shift+;进入底行模式
| 命令 | 功能 |
|---|---|
| set nu | 列出行号 |
| n(n代表一个数字) | 输入n后，再按回车键，就会跳转到文章的第n行 |
| /或？＋关键字 | 查找想要的关键字，按n键往后寻找 |
2.4简单配置：更好用
vim配置分为两类，推荐自定义，用起来更顺手（不影响系统全局）
- 进入用户主目录：
cd ~ - 编辑配置文件：
vim .vimrc - 常用配置项如下（举例）：
syntax on " 开启语法高亮
set nu " 显示行号
set shiftwidth=4 " 缩进4个空格
set tabstop=4 " Tab键对应4个空格
【注】还有很多配置，可以按照喜好配置
三、GCC/G++编辑器：从源代码到可执行文件
GCC（C编辑器）与G++（C++编辑器）是Linux下编译C/C++代码的核心工具，掌握其编译流程与参数，能更好的理解代码“如何变程序”
3.1编译四步曲：层层递进的过程
以C语言代码为例，GCC编译选项：gcc 选项 要编译的文件 选项 目标文件
从.c源代码到可执行文件，需经历：预处理->编译->汇编->链接四步，每一步都可通过GCC选项独立控制：
-E：让gcc在预处理结束后停止编译过程-o：是指目标文件.i：文件为已经过预处理的C原始程序-S：进行查看，该选项只进行编译而不进行汇编，生成汇编代码-c：查看汇编代码是否已转化为二进制代码了
| 步骤 | 功能描述 | GCC选项 | 输出文件后缀 | 命令示例 |
|---|---|---|---|---|
| 预处理 | 宏定义，文件包括，条件编译，去注释 | -E | .i | gcc -E hello.c -o hello.i |
| 编译 | 检查代码语法，将预处理文件转为汇编代码 | -S | .s | gcc -S hello.o -o hello.s |
| 汇编 | 将汇编代码转为机器码（二进制目标文件） | -c | .o | gcc -c hello.s -o hello.o |
| 链接 | 链接目标文件 | 无（默认） | 无（自定义） | gcc hello.o -o hello |
3.2 核心概念：静态链接VS动态链接
链接本质：关联代码与依赖库（如printf依赖于libc.so）
(1)静态链接：编译时将库代码全部嵌入可执行文件，生成文件大，所以运行时无需再依赖库（.a）， 在执行的时候运行速度快，编译命令：gcc hello.c -o hello -static(需提前安装静态库)
静态链接的缺点很明显：
- 浪费空间：每个可执行程序中对所有需要的目标文件都要有一份副本，若是多个程序对同一个目标文件都有依赖，导致同一个目标文件都在内存存在多个副本
- 更新比较困难：每当库函数的代码修改了，这个时候就需要重新进行编译链接形成可执行程序。
(2)动态链接：编译时仅记录库依赖，运行时家住在系统中的动态库（后缀.so）,生成文件小，节省内存，编译命令：gcc hello.o -o hello（在执行中更常用动态链接，所以默认是动态连接的）
- 可通过
ldd 可执行文件名查看依赖的动态库
【注 】：
- Linux下，动态库是XXX.so,静态库是XXX.a
- Windows下，动态库是XXX.dll,静态库是XXX.lib
3.3 常用GCC选项：调试与优化
| 选项 | 功能描述 | 应用场景 |
|---|---|---|
| -g | 生成调试信息（供GDB使用） | 调试阶段：gcc test.c -o test -g |
| -wall | 显示所有警示信息（避免潜在信息） | 开发阶段：gcc test.c -o test -wall |
| -O0/O1/O2/O3 | 编译优先级别（0无优化，3最高优化） | 发布阶段：gcc test.c -o test -O3 |
四、Makefile：自动化构建的“工程管家”
当项目有多个源文件时，手动执行gcc命令效率极低。Makefile定义了编译规则，只需一个make命令即可完成自动化构建，是大型项目的必备工具。
make是一条命令，Makefile是一个文件，两个搭配使用，完成项目的自动化构建
4.1 核心逻辑：依赖关系与依赖方法
Makefile的核心是：目标文件->依赖文件->编译命令，即：
目标文件：依赖文件1 依赖文件2 ...编译命令 （必须以Tab开头）
基本使用操作：
示例代码：myfile.c
#include<stdio.h>int main()
{printf("hello world\n");return 0;
}
Makefile文件：
//目标：myfile，依赖：myfile.c
myfile:myfile.cgcc -o myfile myfile.c //编译命令
//伪目标：clean（清理生成文件，总是被执行，即每make一次，文件的属性时间就更新一次）
.PHONY:clean
clean:rm -f myfile //清理命令：删除可执行文件
推导过程：
myfile:myfile.ogcc myfile.o -o myfile
myfile.o:myfile.sgcc -c myfile.s -o myfile.o
myfile.s:myfile.igcc -S myfile.i -o myfile.s
myfile.i:myfile.cgcc -E myfile.c -o myfile.i.PHONY:clean
clean:rm -f *.i *.s *.o myfile
4.2 进阶用法：变量与函数
通过变量和函数简化Makefile（适配多文件项目）,示例如下：
BIN=myfile
CC=gcc
SRC=$(wildcard *.c) //使用wildcard函数，获取当前所有的.c文件
OBJ=$(SRC:.c=.o) //将SRC的所有同名.c替换成为.o形成目标文件列表
LFLAGS=-o
FLAGS=-c
RM=rm -f$(BIN):$(OBJ)@$(CC) $(LFLAGS) $@ $^ //$@代表文件名；$^代表依赖文件列表@echo "linking... $^ to $@"
%.o:%.c //%.c展开当前目录的所有.c；%.o同时展开所有同名的.o@$(CC) $(FLAGS) $< //%<:对展开的依赖.c文件，一个一个交给gcc@echo "compling ... $< to $@" //@：不回显命令.PHNOY:clean
clean:$(RM) $(OBJ) $(BIN) 五、实践：编写第一个Linux程序–进度条
掌握了前面的工具，那么来实战编写一个动态进度条，理解“行缓冲区”“回车换行”等Linux终端特性
5.1 补充知识：回车（\r）与换行（\n）
换行：光标移动到下一行开头回车：光标移动到当前行开头（不换行）动态进度条的核心：用\r覆盖当前行内容，实现“实时更新”效果
5.2 核心原理：行缓冲区刷新
printf输出默认会缓存，需手动刷新缓冲区（fflush(stdout)）才能实时显示，对比示例：
#include<stdio.h>int main()
{// 示例1：无 \n 且不刷新，3秒后才显示 printf("hello"); sleep(3); // 示例2：加 fflush 实时显示 printf("hello");fflush(stdout); sleep(3);return 0;
}5.3进度条代码实现（含Makefile）
(1)文件结构
progress/
├── process.c # 进度条逻辑
├── process.h # 函数声明
├── main.c # 主函数（模拟下载）
└── Makefile # 自动化构建
(2)核心代码（process.c）
#include "progress.h"
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>// 进度条长度（100个字符对应100%）
#define BAR_LENGTH 100// 基础版进度条：模拟从0%到100%的过程
void progress_basic() {// 存储进度条字符char bar[BAR_LENGTH + 1] = {0};// 旋转光标字符集（实现动画效果）const char *spin = "|/-\\";int spin_index = 0;// 从0%循环到100%for (int i = 0; i <= 100; i++) {// 填充进度条memset(bar, '=', i);// 计算旋转光标位置spin_index = i % 4;// 输出进度条：// [%-100s] 左对齐，占100个字符宽度// %d%% 显示百分比// %c 显示旋转光标// \r 回到行首printf("[%-100s][%3d%%][%c]\r", bar, i, spin[spin_index]);// 手动刷新缓冲区fflush(stdout);// 延迟50ms，控制进度条速度usleep(50000);}// 进度完成后换行printf("\n");
}// 进阶版进度条：支持自定义任务量和样式
void progress_advanced(int total, int current, char style) {// 边界检查if (current < 0) current = 0;if (current > total) current = total;// 计算进度百分比int percent = (int)((float)current / total * 100);// 构建进度条char bar[BAR_LENGTH + 1] = {0};int filled = (int)((float)current / total * BAR_LENGTH);memset(bar, style, filled);// 输出进度信息printf("Progress: [%-100s][%3d%%] %d/%d\r", bar, percent, current, total);fflush(stdout);// 完成时换行if (current == total) {printf("\n");}
}
(3)头文件（process.h）
#ifndef PROGRESS_H
#define PROGRESS_H// 基础版：固定样式进度条
void progress_basic();// 进阶版：可自定义参数的进度条
// 参数：
// total: 总任务量
// current: 当前完成量
// style: 进度条填充字符
void progress_advanced(int total, int current, char style);#endif
(4)测试主程序（main.c）
#include "progress.h"
#include <unistd.h>int main() {// 测试基础版进度条printf("基础版进度条演示：\n");progress_basic();printf("\n");// 测试进阶版进度条（模拟文件下载）printf("进阶版进度条演示（模拟文件下载）：\n");int file_size = 1024; // 模拟文件大小1024KBfor (int downloaded = 0; downloaded <= file_size; downloaded += 32) {progress_advanced(file_size, downloaded, '#');usleep(100000); // 延迟100ms}return 0;
}
(5)Makefile
# 编译器
CC = gcc
# 编译选项：显示警告，生成调试信息
CFLAGS = -std=c99 -Wall -g
# 目标可执行文件
TARGET = progress_bar
# 源文件
SRCS = progress.c main.c
# 目标文件
OBJS = $(SRCS:.c=.o)# 默认目标：编译程序
all: $(TARGET)# 链接目标文件生成可执行文件
$(TARGET): $(OBJS)$(CC) $(CFLAGS) -o $@ $^# 编译源文件生成目标文件
%.o: %.c$(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@# 清理编译生成的文件
clean:rm -f $(OBJS) $(TARGET)# 伪目标：避免与同名文件冲突
.PHONY: all clean
效果展示：
