UC编程

来源：互联网发布：家庭必备熟食知乎编辑：程序博客网时间：2024/04/27 18:18

UC主要内容是 Unix 的系统函数和 Unix 系统的设计和管理机制
内容：
1. Unix Linux 的静态库和共享库
2.C语言的错误处理
3.环境变量和环境表
4.Unix Linux 的内存管理
5.Unix Linux 的文件操作
6.Unix Linux 的目录操作
7.Unix Linux 的进程管理
8.Unix Linux 的信号处理
9.IPC - 进程间通信（共享内存，消息队列）
10.Unix Linux 的网络编程
11.Unix Linux 的多线程开发


编译器 gcc 是编译器的合集，主流语言都可以编译
gcc -c 只编译，不连接，生成目标文件
gcc -o 改变目标文件的名称 gcc test.c -o hello
gcc -E 只做预处理，不编译，不连接 gcc -E test.c -o test.i
gcc -S 生成汇编文件
gcc -v 查看编译器的版本
gcc -Wall 可以显示更多的警告信息

gcc 的完整过程：
1.预处理，针对所有的指令（以#开头）
2.编译，检查基本的语法错误
3.汇编，把代码变成机器指令
4.连接，把周边的函数链接进来
vi 中大写 G 可以到文件尾或命令行输入 $ 符
C 语言头文件.h 和源文件 .c 的作用
.h 文件用于各种声明（变量，函数，结构）
.c 文件放各种实现

常用的指令
#include 包含一个头文件
#define 定义一个宏
#if/elif/ifdef/ifndef/endif 条件编译
#error 产生错误
#warning 产生警告
#pragma 增加一些额外的功能
#pragma GCC dependency 文件名 a
会比较当前文件和 a 谁的时间更新，如果 a 的时间更新，会产生一个警告
#pragma GCC poison 单词
禁止使用 poison 后面的单词，否则产生错误
#pragma pack（整数）
针对结构的对齐和补齐，整数为 1 取消对齐和补齐，为 2 就是按照 2 的倍数对齐和补齐

环境变量和头文件
操作系统在运行时，会把一些常用的配置放入内存中，这些叫环境变量，比如：可执行文件默认情况下要带路径才能执行，但也可以使用环境变量 PATH 去掉路径，只要把可执行文件的路径配置到 PATH （系统路径）中，就可以在执行是省略路径
命令 echo 可以输出环境变零的值：echo $PATH 多个目录：隔开
在bash中，配置环境变量：
export PATH=$PATH:. $PATH 代表之前配置的环境变量依然有效
: 多个目录分割
. 当前目录
想要永久有效需要把 export 写入启动文件中，比如登陆目录 /.bashrc
用 source .bashrc 重新加载

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代码都是连接成库文件，在使用时直接面对库文件，而不是一个一个的
Unix / Linux 的库文件有两种：静态库和共享库（动态库）
商业开发需要提供的是：库文件和头文件 Unix 系统也是这么做的
静态库（.a 文件）是代码的合集，在使用时直接复制代码到目标文件中
共享库（.so文件）是代码的合集，在使用时把代码（函数）的地址存到目标文件中
静态库的优点速度稍快，运行时不需要再访问静态库，缺点占用空间大，费资源，不利于代码的维护和修改
共享库优点，省资源，利于代码的维护和修改，缺点速度稍慢，运行是必须连带共享库（可执行文件中没有库函数代码，只有库函数的地址）
商业开发基本都是使用共享库

1 如何创建和调用静态库
1. 创建
1.1 写源程序 .c ，保存退出
1.2 编译源程序，生成目标文件 .o gcc -c add.c
1.3 把目标文件打包成静态库文件
ar -r 库文件名 add.o (如果多个，在后面继续写)
库文件名命名规范：以 lib 开头，后缀是 .a 中间写库名
比如 libmyku.a 整体是库文件名，库名是 myku
2. 调用
2.1 写源程序 testadd.c
2.2 编译源程序，生成目标文件 .o gcc -c testadd.c
2.3 连接 testadd.o 和库文件，三种方法
a 直接连接 gcc testadd.o libmyku.a
b 配置环境变量 LIBRARY_PATH ，把库文件所在路径配置进去，然后用命令：
gcc testadd.o -lmyku （库名）
c 双 L 配置，用命令： gcc testadd.o -lmyku -L路径

2 共享库的创建和使用
2.1 创建
a 写源程序，保存退出
b 编译源程序，生成 .o 文件
gcc -c -fpic add.c
c 生成共享库文件（.so）
gcc -shared add.o -olibmyku.so 共享库命名规范：以lib 开头，以 .so 后缀，中间库名
2.2 调用
a 写源程序 testadd.c 保存退出
b 编译源程序，生成 .o 文件
c 连接，与静态库一样，三种方法 gcc testadd.o -lmyku -L ( 双L )
注：连接成功的 a.out 在运行时，必须配置 export LD_LIBRARY_PATH=库路径才能运行起来

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关于库的命令：
ldconfig 可以管理共享库
ldd 可以察看相关的共享库
ldd a.out
某些共享库后缀是 .so.整数

系统提供了一些函数可以直接在程序中打开共享库，执行其中的函数（动态编程API）
API 应用程序接口（程序对外提供的函数）

#include<dlfcn.h>
dlopen() 打开共享库
dlsym() 从一个打开的共享库中获取一个函数
dlclose() 关闭打开的共享库
dlerror() 用于处理错误

C 语言的错误处理，程序员编写软件时，除了正确的分支要处理，出现意外情况（错误）时也要做相应的处理
后期的语言（c++/java）都使用异常机制处理错误，c 语言中没有异常，用返回值代表出错，出错的代码单独写分支，

有4中常见的出错代表方式：
1.如果返回是 int ，并且返回的数据不可能是负数，用返回 -1 代表出错
2.如果返回值是 int ，并且返回的数据可能是负数，用指针把数据带回，返回 0 代表正确，返回 -1 代表出错
3.如果返回值是指针类型，返回 NULL 代表出错
4.如果不需要考虑错误处理，返回值定义为 void 即可

函数返回值数据的方法有两种
1.return 返回
2. 用指针参数带出

在 C 语言中，关于错误处理，也提供了支持，
提供了一个外部的全局变量， errno 用于存储错误的编号，每个错误的编号都对应一种错误信息
有 3 个函数可以依靠错误编号获取错误的信息
strerror() --传入一个错误编号，返回错误信息，
perror() --传入一个字符串（附加数据），打印错误信息（自动去找errno）
printf("%m") -- 打印错误信息（自动找 errno）

man 可以查询 unix 命令，函数和头文件，如果重名，可以 man 2 或 man 3

在程序中也可以获取/修改环境变量
在系统中，定义了一个外部全局变量存储了所有的环境变量，其实是一个字符指针数组
只要在程序中，写上：
extern char **environ // 字符指针数组
environ 就是环境表的首地址，存储了所有的环境变量，以 NULL 结束

int i = 5;
int *pi = &i;
pi 是指针，存储 i 的地址，指向 i ，i 是普通变量，存储的 5，i 自身对应一块内存区域，
pi++ 和 pi+1 的移动效果一样
pi + 1 的移动效果：移动到下一个元素上，pi +1 移动的字节数由指向的类型决定，
char * 移动 1 个字节，int * 移动 4 个字节

数组类型都是常指针，就是不能改变地址的指针，因此数组不能再次赋值，但数组元素可以赋值

自定义头文件可以用三种方式 include
1.用 "" 方式
2.gcc -I 目录（大写 i）
3.配置环境变量 CPATH export CPATH=目录

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