linux環(huán)境下的c++編程

1、linux環(huán)境下的C+編程就C+開發(fā)工具而言，與Windows下微軟（VC,VS2005等）一統(tǒng)天下相比，Linux/Unix下C+開發(fā)，可謂五花八門，各式各樣。Emacs,vi,eclipse,anjuta,kdevelop等層出不窮。Windows下，開發(fā)工具多以集成開發(fā)環(huán)境IDE的形式展現(xiàn)給最終用戶。例如，VS2005集成了編輯器，宏匯編ml，C/C+編譯器cl,資源編譯器rc，調(diào)試器，文檔生成工具，nmake。它們以集成方式提供給最終用戶，對于初學(xué)者而言十分方便。但是，這種商業(yè)模式，直接導(dǎo)致用戶可定制性差，不利于自動化，集成第三方工具的能力弱。例如，無法定制一些宏來處理一些重復(fù)操作；體

2、會不到自動化makefile一步到位快感；無法遠程登錄到服務(wù)器上進行開發(fā)；無法使用某種粘合劑來把第三方工具（例如，文本工具，字符串工具）有效地調(diào)用起來?？梢哉f，良好的商業(yè)支持和傻瓜式開發(fā)，是它們主要的優(yōu)點。在linux下，開發(fā)工具被切割成一個個獨立的小工具。各自處理不同的問題。例如:編輯器（emacs,vim）調(diào)試器（gdb）編譯器（GCC）性能分析工具（gcov,gprof）文檔生成器（doxygen）用來進行編輯程序的用來調(diào)試程序用來編譯和鏈接程序的用來優(yōu)化程序的用來生成文檔的同時，還有一些系統(tǒng)工具和系統(tǒng)知識，我們是很有必要了解的：程序自動化機制makefile，系統(tǒng)粘合劑shell，系統(tǒng)

3、查找工具grep,locate,find。其它的工具（例如ctags，OCI公司的MPC等等），一旦熟練掌握，它們將成為你手中的利器。本文主要是一些針對LINUX下開發(fā)工具使用的經(jīng)驗之談。由于，工具品種繁多，我們沒有能力也沒有必要介紹。對于LINUX下IDE工具，例如eclipse,anjuta等，它們雖然也很實用，但是使用起來比較簡單，而且目前還算不上主流。所以，它們將不被著重介紹。同時，本文也不打算寫成各個工具的操作手冊，只著眼于介紹各個工具的想要解決的問題、運行機理和主要特性。編輯器要進行開發(fā)，第一件事情就是選擇一個合適的編輯器。編輯器選擇有幾個要素1）減少不必要的編輯動作，減少編輯的時

4、間。一切能夠無二義性描述出來的編輯任務(wù)，都可以而且應(yīng)該能被自動化。例如，每一個C+程序都會有一個main函數(shù)；我們在定義.h文件時，都希望加入一些預(yù)處理指令#define來幫我們解決重復(fù)引用同一個頭文件而帶來的麻煩。鼠標(biāo)操作總是比鍵盤操作要慢的。這方面EMACS做得可算是到了極致。所以，EMACS用戶經(jīng)常會吹噓：他們編輯的速度等同于他們思考的速度。鏈表處理語言（有專貼）LISP（全名LIStProcessor，即鏈表處理語言），由約翰麥卡錫在I960年左右創(chuàng)造的一種基于入演算的函數(shù)式編程語言。LISP有很多種方言，各個實現(xiàn)中的語言不完全一樣。各種LISP方言的長處在于操作符號性的數(shù)據(jù)和復(fù)雜的數(shù)

5、據(jù)結(jié)構(gòu)。1980年代GuyL.Steele編寫了CommonLisp試圖進行標(biāo)準(zhǔn)化，這個標(biāo)準(zhǔn)被大多數(shù)解釋器和編譯器所接受。在Unix/Linux系統(tǒng)中，還有一種和Emacs一起的EmacsLisp（而Emacs正是用Lisp編寫的）非常流行，并建立了自己的標(biāo)準(zhǔn)。LISP的祖先是1950年代Carnegie-Mellon大學(xué)的Newell、Shaw、Simon開發(fā)的IPL語言。LISP語言的主要現(xiàn)代版本包括CommonLisp和Scheme0lisp擁有理論上最高的運算能力lisp在cad繪圖軟件上的應(yīng)用非常廣泛，普通用戶均可以用lisp編寫出各種定制的繪圖命令。2）可擴展性高。程序員預(yù)期的編輯

6、器應(yīng)該能提供一些編程的幫助，例如，語法高亮，自動補齊，自動排版，語法檢查等等。留心觀察一下gedit,vim,emacs,ultraEdit，就會發(fā)現(xiàn)它們提供的遠不是windows記事本，寫字板提供的那么簡陋的功能。對于一種新的語言，新的語法，它們應(yīng)該能很方便地提供支持，而不停留在一種或幾種固定的語言上。3）用戶可定制性高。如果想長期從事研發(fā)，特別是linux/unix下研發(fā)的話，那么你很有必要學(xué)好一個功能足夠的編輯器。有這么一句話：Linux下程序員分為三種，使用emacs的，使用vi的，還有其它。EMACS是Stallman用lisp語言寫的一個GPL的編輯器。我們這里所說的emacs指的

7、是GNUemacs，而非Xemacs。由于它的開放性，我們可以把它打造成一個功能強大的IDE。我們在安裝好CGYwin之后，也可以在Windows系統(tǒng)下使用EMACS。CGYwin和MINGW是第三方寫的一個在Windows系統(tǒng)上模擬POSIX系統(tǒng)的工具。EMACS與其說的是一個編輯器，倒不如說它是一個操作系統(tǒng)。我們可以用它來寫編程，寫wiki，收發(fā)郵件等等。EMACS主要是通過兩種方式來進行擴展：el腳本（elisp是lisp的一種方言）和第三方擴展包。EMACS的入門成本很高。由于是純鍵盤操作，所以需要記憶大量的快捷鍵；功能強大是通過用戶添加一些擴展包，lisp腳本來實現(xiàn)的。如何正確配置和

8、修改是很需要耐心和技巧的。編譯器編譯器首選GCC（GNUCOMPILERCOLLECTION）0原因有兩個，它是GNU開源的，同時它對標(biāo)準(zhǔn)C+的支持度高達96.15%。而VC+6.0的支持度只有83.43%。GCC不僅是通常意義上的C或C+的編譯器，它還可以編譯java等其它語言。gcc是GUNc的編譯器,g+是GUNc+的編譯器，而EGCS（EnhancedGNUCompilerSuite）可以認(rèn)為是gcc的改進版。編譯語言從源程序到目標(biāo)代碼會經(jīng)過如下幾個階段:源程序一匯編程序一編譯成obj程序一鏈接成最終可執(zhí)行程序。我們可以通過一條編譯指令來完成所有步驟。也可以分步執(zhí)行。gcc有三個重要選

9、項-E（只進行預(yù)處理）,-S（生成匯編代碼），-g（生成帶原代碼調(diào)試符號的可執(zhí)行文件，如果想用gdb調(diào)試的話，就應(yīng)該在編譯時打開這個選項）。GCC可以看作一個軟件包，除了編譯工具，它還集成了調(diào)試器gdb，性能分析工具gcov,gprof。只要我們裝好了GCC，這些強大工具就可以直接使用了。通過gcov，我們可以查看一個程序，源代碼中每行代碼的運行次數(shù)。我們優(yōu)化運行次數(shù)最多的代碼，那么就可以大大優(yōu)化程序。使用gcov時，需要打開GCC的fprofile-arcs和ftest-coverage兩個選項。gcov中常用的選項有-b分支統(tǒng)計信息。通過gprof工具，我們可以查看函數(shù)之間的調(diào)用順序，及各

10、個函數(shù)運行的時間。我們可以將gprof理解為linux/unix自帶工具time的加強版。使用gprof時，需要打開GCC的pg選項。gcov和gprof的共同點是在編譯程序時，加入自己的一些輔助信息，由此來進行程序診斷。除了，這些優(yōu)化手段，我們還可以使用一些內(nèi)存泄漏工具，來減少野指針，未釋放的內(nèi)存空間。調(diào)試器GDB即GNU的調(diào)試器，它是GCC附帶的一個性能優(yōu)質(zhì)的調(diào)試器。通過GDB和腳本結(jié)合，我們可以很好的實現(xiàn)回歸測試。GDB可以運行于CLI和GUI兩種模式(命令行和圖形模式)。默認(rèn)GDB是CLI模式的，我們可以去下載和安裝GUI模式的GDB,例如xxgdb,ddd等。一個更好的方式是在EMA

11、CS中使用GDB。GDB包括visualstudio工具的所有調(diào)試功能，還包括它沒有的功能。它除了支持，我們一般的設(shè)置斷點，單步跟蹤，stepin,stepout,stepover等，還有一些強大的功能。在gdb中，我們可以有以下幾種暫停方式：斷點(Breakpoint)、觀察點(WatchPoint)、捕捉點(CatchPoint)、信號(Signals)、線程停止(ThreadStops)0下面列舉幾個讓我印象深刻的功能。1)通過watch指令，可以讓程序在某個變量的值發(fā)生變化時，暫停下來。2)通過print指令，在程序運行時，設(shè)置變量的值，運行一個程序自身支持的一個方法。3)通過unti

12、l指令，我們可以讓程序在運行到某個程序時暫停下來。4)通過break.if指令，使得程序在滿足某個bool表達式時，暫停下來。粘合劑我想通過粘合劑這個詞來表達將多個工具粘合起來的膠水。例如，通過shell腳本,我們可以把OS命令，sed指令，awk指令，其它腳本文件等串聯(lián)起來，發(fā)揮它們的合力。在linuxC+編程中，我們不可避免地會使用makefile文件。通過它我們可以把編譯指令，生成文檔操作，清除操作等等串聯(lián)起來。從某種意義上來看，它也相當(dāng)于一個粘合劑。makefile的出發(fā)點是，維護好一個項目中眾多文件的依賴關(guān)系，由此得到一個源程序的拓?fù)鋱D。當(dāng)我們只修改圖中某個結(jié)點時，重新編譯時就只需要

13、將拓?fù)鋱D中關(guān)聯(lián)的鏈路進行編譯就好了。由此，大大縮短了編譯的時間。make有兩大概念：dependencies和rules。規(guī)則rule即針對每一個依賴關(guān)系dependency定義一個操作規(guī)則。這個細(xì)粒度的分離，就可以使我們可以定制軟件構(gòu)建的行為。例如，修改使用的編譯器，修改includepath,修改libpath,修改編譯選項等等。我們常見的VC中的nmake，功能和make是類似的。make使用的重點和難點是編寫Makefile文件。Makefile的語法相對其它語言來說是很不一樣的，我們要特別注意TAB鍵和空格鍵的區(qū)別。有很多工具可以用來幫助我們生成Makefile。最出名的就是GNU的

14、autoconf了。一個GNU程序的編寫，需要autoscan,aclocal,autoconf,automake這四個工具。我們知道GNU軟件安裝的三步曲是：./configure,make,makeinstall0其中./configure就是根據(jù)autoconf,alocal等工具生成一個makefile文件。make指令就是調(diào)用make指令來根據(jù)makefile文件的規(guī)則來編譯源程序。而makeinstall就是執(zhí)行makefile中的install規(guī)則指出的操作（一般是copy操作）。而makeclean就是執(zhí)行makefile中的clean規(guī)則指出的操作（一般是rm操作）。我們用E

15、clispe+CDT開發(fā)ManagedC+Project時，它就是通過objects.mk,subdir.mk,sources.mk三個文件來生成Makefile。我們注意觀察編譯時的輸出信息，就可以看到顯示的Makefile文件的內(nèi)容。可以說，如果想編譯出跨平臺的C+程序，那么makefile是一種最方便的機制。OCI公司為DouglasC.Schmidt的ACE,TAO開源社區(qū)編寫了一段偉大的perl腳本MPC。它由平臺信息，一個規(guī)則文件，源代碼，生成用戶想要的工程文件，例如Make,Nmake,VisualC+6,VisualC+7等等。GoogleWebTookit,Celtix做的事

16、情與之類似，不過它們是針對JAVA的，而MPC是針對C+的。結(jié)束語國內(nèi)資料太多的低層次的重復(fù)，經(jīng)常是一個網(wǎng)頁被多次轉(zhuǎn)載，而且回答問題時深度不夠。個人找資料的順序是：查看quickstart或howto文檔一自帶的幫助（如果看起來不太吃力話）一百度查一下中文網(wǎng)頁，來理清一下基本概念一google查一下一幾個大的，相關(guān)的網(wǎng)站查下資料一看自帶幫助。再者，面對面的交流是十分重要的，大家可以相互理一下概念，交流一下心得?？上В疑磉呥@種氛圍還是不夠。/這種氣氛現(xiàn)在想來是無比的難得Linux下開發(fā)還可以更友好一些。個人感覺，linux開發(fā)要在國內(nèi)普通程序員中大規(guī)模普及，還有一段很長的路要走。ubuntu火爆的主要原因，就是它幫用戶搭好一些默認(rèn)配置。用戶如果想新加一些服務(wù)，它們提供了良好，有效地支持。所以，我想我們可以在IDE和現(xiàn)在linux這種一個個小部件的這兩種狀態(tài)之間，取一個折衷。也就是針對幾種主要需求的用戶，發(fā)布一些配置好的環(huán)境。尤其是emacs的各種el腳本（例如界面主題的color-theme，C/C+語言編輯策略，代碼樣式設(shè)置腳本，各種emacs系統(tǒng)設(shè)置），第三方擴展包（模板template,編程支持包cedet等）。每一個用戶浪費時間來進行這些配置是十分沒有意義的！工具始終只是工具，我們不能淪為工具的奴隸，不能