Linux 下C++開發入門指南
Alan Luo 2017-01-13
本文目的是針對將熟悉C/C++語法，如何在Linux下進行的C/C++開發的入門指南。Linux下的開發和在Windows下的開發類似，主要區別點在於操作系統不同，開發工具，開發API，編譯調試方法不一樣，故主要將針對這些不同點進行闡述，使在Windows開發的程序員能夠入門Linux下C++ 開發的行列中。
一，涉及技術以及開發工具
1，工具
1.1 Linux環境
首先，你得有一臺Linux機器，目前的開發環境是10.88.115.114，機器需要安裝g++/gcc編譯器環境，文本編輯器，如vim等，一般安裝操作系統會安裝好，如果系統沒有需要自行安裝。
輸入g++ -v 查看本機是否安裝g++環境
安裝方式有兩種，YUM安裝和源代碼安裝方式。推薦使用YUM安裝方式。
Yum安裝可以自動解決庫依賴問題，所以推薦使用。YUM安裝g++：
yum list gcc-c++
yum install gcc-c++.i686
自動安裝即可。
另外開發過程中，需要調試，故Linux機器也需要安裝gdb調試工具。
Gdb安裝方式類似：
yum install gdb
1.2 Windows工具
Linux下的開發一般不是直接在Linux下進行開發，當然如何願意也是可以的，可以直接使用VIM進行開發。但是需要很長的時間熟練使用VIM的快捷鍵，對於入門開發來說過於困難，故直接在Windows下開發者居多。在Windows下開發Linux下應用主要使用的工具如下：
（1）Xshell，用於連接Linux主機，可以使用free for school版本，百度一下安裝即可
最後可以配置成如下簡潔界面，讓人感覺輕鬆大氣。
Alt+Ctrl+F組合鍵可以彈出文件傳輸界面，開發和升級的時候，在Linux和Windows之間進行文件傳輸。如圖所示。
（2）Code::Blocks
在Windows下將源代碼從linux下拉來後，需要在本地進行開發。可以直接使用文本編輯器開發，但是缺少關鍵字高亮，函數跳轉等功能，開發起來比較困難。故需要使用到IDE工具。下面介紹3款工具。
第一款，Code::Blocks，這一款比較推薦，在Windows和Linux下都有版本。新建工程，File->New->Project,將代碼加入工程後即可進行開發，可以關鍵字高亮，函數跳轉，函數引用列表等功能。主要缺點是開發好的代碼需要上傳到Linux開發機器上進行編譯調試。
第二款，Source Insight
Source Insight使用較廣，使用方式和Code::Blocks基本一致，只是快捷鍵不一致。缺點同樣是需要把文件上傳後編譯開發。
第三款，Eclipse+RSE插件
Eclipse安裝Remote System Explorer插件後，可以直接連上linux的機器，對機器上的代碼進行直接編輯開發，此種開發的模式優點是不需要對代碼文件上傳，缺點是對函數跳轉，查找等功能很欠缺，基本上相當於文件編輯模式。
上面三種IDE都可以進行Linux下C++的開發，但是編譯鏈接調試依然是在Linux環境下進行。所以可以根據各自的優缺點進行選擇。
1.3 Linux下技術
Linux下開發的基本技能要求如下：
熟悉Linux下基本命令：
cp /rm/ find/cd/ll/mkdir 等等
熟悉Makefile文件編寫
開源庫搜索與安裝yum
調試工具gdb的使用
Linux API
下面將詳細講解這些技術的使用。
二，Demo開發及發佈
至此，Linux下環境的開發工具齊全了，下面開始從頭開始搭建工程。
（1）創建工程
登錄開發機器115.114，新建目錄Demo,進入該目錄：
cd /home/
mkdir Demo
cd Demo
（2）新建文件
新建3個文件
分別輸入如下內容
1. print.h
#include<stdio.h>
void printHello();
2. print.c
#include"print.h"
void printHello(){
printf("Hello, world\n");
}
3. main.c
#include "print.h"
int main(void){
printHello();
return 0;
}
（3）創建MakeFile文件
helloworld:main.o print.o
g++ -o helloworld main.o print.o
main.o:main.cprint.h
g++ -c main.c
print.o:print.cprint.h
g++ -c print.c
clean: rmhelloworld main.o print.o
其中makefile的撰寫是基於規則的，當然這個規則也是很簡單的，就是：
target (生成的對象): prerequisites(生成對象的依賴條件)
command //任意的shell 命令
如helloworld:main.o print.o
g++ -o helloworld main.o print.o
需要生成可執行文件helloworld，則需要依賴main.o print.o 文件，即使用g++ -o helloword main.o print.o生成helloword，
其中-o 生成的可執行文件名稱，main.o print.o是已經生成好的兩個文件對象。
接下來，
main.o:main.cprint.h
g++ -c main.c
即main.o的生成由main.c和 print.h編譯得來，即執行g++ -c main.c命令生成。以此類推。當然如果在項目源文件和頭文件都比較多的情況下，採用該種編寫方式會比較繁瑣且容易出錯，故可以使用Makefile中的一些函數進行自動編譯。可參考Makefile的相關教程。
其中clean的命令是刪除文件helloworld main.o print.o，寫好此文件後，make clean 可以實現將生成的文件刪除從而可以再次進行編譯。
（4）編譯執行
發好了源文件以及MakeFile文件後，接下來可以進行編譯運行。在當前目錄先執行make命令;
可以看到Makefile中的命令都已經執行，查看當前目錄ls;
可以看到生成了可執行文件helloworld和中間過程文件main.o,print.o。
輸入命令./helloworld後可以看到界面打印出了hello world字樣。
三，調試測試開發
程序開發必定需要進行調試開發。在Linux下開發調試主要依靠GDB工具。
首先，編譯的時候需要在編譯命令中加入-g選項，這樣保證調試的時候可以打印出源代碼。
添加-g,修改Makefile文件之後，重新編譯make ,可以看到編譯命令中多出了-g。
進入調試模式，gdb helloworld
gdb的命令很多，gdb把之分成許多個種類。help命令只是例出gdb的命令種類，如果要看種類中的命令，可以使用help <class> 命令，如：help breakpoints，查看設置斷點的所有命令。也可以直接help <command>來查看命令的幫助。
l+函數名稱可以查看函數源碼
設置斷點，輸入命令
b 3
則再文件main的第三行設置了斷點。
如果需要設置其他文件中的函數斷點，可以如圖設置，即文件名加函數名稱，或者函數行數即可
Info break 命令即可查看當前設置的所有斷點。
輸入命令r，調試運行程序開始。程序卡在第一個斷點的位置上。此時輸入命令 s，即可進入該函數裏面進行調試，輸入命令l即可查看當前函數的源代碼；
輸入命令n可以進行單步執行；
輸入 p+變量名 可以打印當前變量的值；
輸入命令q退出調試；
Gdb 命令豐富多彩，目前介紹的只是最基本的命令，但是針對一般的調試已經足夠，需要用戶自己不斷的學習發掘才能最大限度的使用gdb的好處。
四，高階Demo開發
接下來介紹一個進階版開發教程。主要從頭開始搭建一個包含一些功能模塊的項目。本Demo主要包括日誌打印，配置文件讀取，UDP端口監聽，開啓線程等功能。
（1）新建工程目錄
mkdir HighDemo
然後創建cpp,.h文件
其中base64主要用來進行base64編碼解碼，comm_codec主要用來通用的解析XML，格式轉換等函數集合，config主要用來加載配置文件config.xml，LogClinet主要用來打印日誌文件，strtok_r主要用來字符串切割，其中NetFrame是包含main方法的主線程文件。創建完了CPP和頭文件之後，將創建Makefile文件。
（2）Makefile文件編寫
進階版的Makefile，先從兩個函數可以講起。函數Wildcard和函數patsubst。
“$(wildcard *.cpp)”來獲取工作目錄下的所有的.cpp文件列表
以使用“$(patsubst %.cpp,%.o,$(wildcard *.cpp))”，首先使用“wildcard”函數獲取工作目錄下的.cpp文件列表；之後將列表中所有文件名的後綴.c替換爲.o。這樣我們就可以得到在當前目錄可生成的.o文件列表。
三個變量分別是$@，$^，$<代表的意義分別是：
$@--目標文件，
$^--所有的依賴文件，
$<--第一個依賴文件。
所以本項目的Makefile文件寫成如下
TARGET=NetFrame
CC=g++
INCLUDES+=-I./include -I/usr/local/src/oracle/10g/rdbms/public-I/usr/include/libxml2 -I/usr/local/ssl/include -I/usr/local/include
LIB=-lstdc++-lpthread -lrt -L/usr/local/src/oracle/10g/lib -lclntsh -L/usr/lib64 -lxml2-L/usr/local/ssl/lib -lcrypto
OBJS:=$(patsubst %.cpp,%.o,$(wildcard *.cpp))
$(TARGET):${OBJS}
$(CC) $^ $(LIB) -o $@
.cpp.o:
$(CC) $(FLAGS) $(INCLUDES) -o $@ -c $<
clean:
rm-rf $(TARGET)
rm-f $(OBJS)
輸入命令
make
則生成可執行文件NetFrame
INCLUDES和LIB主要是使用到的庫頭文件和動態庫或者靜態庫文件的路徑，包含進來即可。如果使用了新的開源庫，則需要安裝以及查找對應的庫路徑添加進來。
如需要使用libcurl庫，則yum search curl
找到curl-devel.x86_64，再yum install curl-devel.x86_64 安裝即可
之後如果你不確定動態庫被安裝到哪裏去了，可以輸入如下命令：
find / -name libcurl*，如圖
（3）Main文件編寫
編寫NetFrame.cpp文件。
首先導入相關頭文件，其中<>表示引用的是編譯器的類庫路徑裏面的頭文件" "引用的是你程序目錄的相對路徑中的頭文件，設置一下常量（最好放在頭文件裏）。
之後定義Main函數，調用各個模塊的函數接口實現對應的功能，如調用日誌函數打印日誌，調用配置文件解析配置，獲取配置文件中的參數功能。
另外開啓一條線程，進行UDP的監聽操作，開啓的端口和IP從配置文件中讀取。
該線程實現的功能也很簡單，用戶發送指定格式的UDP包，系統收到報文後，解析報文內容進行返回數據或者重新加載配置文件等等。
輸入命令./NerFrame命令啓動進程。
另開一個窗口，輸入測試數據
echo "task=reload&msg=pleasereload"|nc -u 127.0.0.1 9999
可以看到返回了msg裏面的內容
服務端重新加載了配置文件。
至此，高階版Linux下C/C++開發指南介紹完畢，從頭開始實踐可以把一個熟悉C/C++語法的程序員帶入Linux的世界中。
另外，由於是在Linux下開發，所以需要熟悉Linux的系統函數，這些系統函數是在程序中大量使用到，如open,close,recvfrom等等，推薦一本書《UNIX操作系統設計》，可以學習很多操作系統的API，對於程序開發有很大的幫助。另外如果對Linux內核有興趣的可以學習《深入理解Linux內核》