linux 系统中vi 编辑器和库的制作和使用

目录

1 vim

1.1 vim简单介绍

1.2 vim的三种模式

1.3 vim基本操作

1.3.1命令模式下的操作

1.3.2 切换到文本输入模式

1.3.3 末行模式下的操作

2 gcc编译器

2.1 gcc的工作流程

2.2 gcc常用参数

3 静态库和共享（动态）库

3.1库的介绍   

3.2静态库（static library）

3.3共享库（shared library）/动态库

学习目标

掌握vim命令模式下相关命令的使用

掌握从命令模式切换到编辑模式的相关命令

掌握vim末行模式下相关命令的使用

能够说出gcc的工作流程和掌握常见参数的使用

熟练掌握Linux下的静态库的制作和使用

熟练掌握Linux下的共享库的制作和使用

1 vim

1.1 vim简单介绍

vi是”visual interface”的简称, 它在Linux上的地位就仿佛Windows中的记事本一样. 它可以执行编辑、删除、查找、替换、块操作等众多文本操作, 而且用户可以根据自己的需要对其进行定制. vi是一个文本编辑程序, 没有菜单, 只有命令.

vim更高级一些, 可以理解是vi的高级版本.

vim需要自行安装, 在shell中输入vimtutor命令可以查看相关的帮助文档.

1.2 vim的三种模式

Vi有三种基本工作模式: 命令模式、文本输入模式、末行模式。

三种工作模式的切换如图所示, 从下图中可以看出编辑模式和末行模式之间不能相互切换, 必须经过命令模式.

1.3 vim基本操作

1.3.1命令模式下的操作

用户按下esc键, 就可以使vi进入命令模式下; 当使用vi打开一个新文件开始也是进入命令模式下.

保存退出

快捷键

操作

ZZ

保存退出

代码格式化

快捷键

操作

gg=G

代码的格式化

光标移动

快捷键

操作

h

光标左移

j

光标下移

k

光标上移

l

光标右移

w

移动一个单词

gg

光标移动到文件开头

G

光标移动到文件末尾

0

光标移到到行首

$

光标移到到行尾

nG

行跳转, 例12G, 跳到12行处

删除命令

快捷键

操作

x

删除光标后一个字符,相当于 Del

X

删除光标前一个字符,相当于 Backspace

dw

删除光标开始位置的字,包含光标所在字符

d0

删除光标前本行所有内容,不包含光标所在字符

D[d$]

删除光标后本行所有内容,包含光标所在字符

dd

删除光标所在行(本质其实是剪切)

ndd

从光标当前行向下删除指定的行数, 如15dd

v/ctrl+v

使用h、j、k、l移动选择内容, 然后按d删除其中ctrl+v是列模式, v为非列模式

撤销和反撤销命令

快捷键

操作

u

一步一步撤销, 相当于word文档的ctrl+z

ctrl-r

反撤销, 相当于word文档的ctrl+y

复制粘贴

快捷键

操作

yy

复制当前行

nyy

复制n行, 如10yy

p

在光标所在位置向下新开辟一行, 粘贴

P

在光标所在位置向上新开辟一行, 粘贴

剪切

操作

按dd或者ndd删除, 将删除的行保存到剪贴板中, 然后按p/P就可以粘贴了

可视模式

快捷键

操作

v/ctrl+v

使用h、j、k、l移动选择内容;

使用d删除

使用y复制 

使用p粘贴到光标的后面

使用P粘贴到光标的前面

替换操作

快捷键

操作

r

替换当前字符

R

替换当前行光标后的字符

查找命令

快捷键

操作

/

/xxxx, 从光标所在的位置开始搜索, 按n向下搜索, 按N向上搜索

?

?xxxx, 从光标所在的位置开始搜索, 按n向上搜索, 按N向下搜索

#

将光标移动到待搜索的字符串上, 然后按n向上搜索,但N向下搜索

shift+k

在待搜索的字符串上按shift+k或者K, 可以查看相关的帮助文档

1.3.2 切换到文本输入模式

从命令模式切换到文本输入模式只需输入如下命令:

快捷键

操作

i

在光标前插入

a

在光标后插入

I

在光标所在行的行首插入

A

在光标所在行的行尾插入

o

在光标所在的行的下面新创建一行, 行首插入

O

在光标所在的行的上面新创建一行, 行首插入

s

删除光标后边的字符, 从光标当前位置插入

S

删除光标所在当前行, 从行首插入

按列模式插入

先按ctrl+v进入列模式, 按hjkl移动选定某列,按I或者shift+i向前插入, 然后插入字符, 最后按两次esc.

1.3.3 末行模式下的操作

从命令模式切换到末行模式, 输入冒号(:)

保存退出

快捷键

操作

q

退出

 q!

强制退出，不保存修改内容

w

保存修改内容, 不退出

wq

保存并退出

x

相当于wq

替换操作

下面表格中old表示原字符串, new表示新字符串

快捷键

操作

:s/old/new/

光标所在行的第一个old替换为new

:s/old/new/g

光标所在行的所有old替换为new

:m, ns/old/new/g

将第m行至第n行之间的old全部替换成new

:%s/old/new/g

当前文件的所有old替换为new

:1,$s/old/new/g

当前文件的所有old替换为new

:%s/old/new/gc

同上，但是每次替换需要用户确认

快速翻屏

   快捷键

操作

ctrl + u

向下翻半屏(up)--光标向上移动

ctrl + d

向上翻半屏(down)--光标向下移动

ctrl + f

向上翻一屏(front)

ctrl + b

向后翻一屏(back)

在末行模式下执行shell命令

!shell命令

按下两次esc可以回到命令模式

分屏操作

  1. 在打开文件之后分屏:

快捷键

操作

sp

当前文件水平分屏

vsp

当前文件垂直分屏

sp 文件名

当前文件和另一个文件水平分屏

vsp 文件名

当前文件和另一个文件垂直分屏

ctrl-w-w

在多个窗口切换光标

wall/wqall/xall/qall/qall!

保存/保存退出/保存退出/退出/强制退出分屏窗口

  1. 在打开文件之前分屏:

分屏: vim -on file1 file2 …  

垂直分屏: vim -On file1 file2…  

注意: n可以省略, 有几个文件就分几屏

从末行模式切换回命令模式

按两次ESC, 退格(backspace)或者回车键

1.3.4 vim的配置文件

用户级别配置文件

~/.vimrc, 修改用户级别的配置文件只会影响当前用户, 不会影响其他的用户.

例如: 在用户的家目录下的.vimrc文件中添加

set tabstop=4  ----设置缩进4个空格

set nu        ----设置行号

set shiftwidth=4  ---设置gg=G缩进4个空格, 默认是缩进8个空格

系统级别配置文件

/etc/vim/vimrc, 修改了系统级别的配置文件将影响系统下的所有用户.

说明: 由于linux是多用户操作系统, 建议只在用户级别的配置文件下进行修改, 不要影响其他用户.

2 gcc编译器

2.1 gcc的工作流程

gcc编译器将c源文件到生成一个可执行程序，中间一共经历了四个步骤：

 

四个步骤并不是gcc独立完成的，而是在内部调用了其他工具，从而完成了整个工作流程, 其中编译最耗时, 因为要逐行检查语法.

下面以test.c为例介绍gcc的四个步骤:

gcc -E test.c -o test.i

gcc -S test.i -o test.s

gcc -c test.s -o test.o

gcc test.o -o test

一步生成最终的可执行程序:

  gcc test.c -o test

2.2 gcc常用参数

  • -v  查看gcc版本号, --version也可以
  • -E  生成预处理文件
  • -S  生成汇编文件
  • -c  只编译, 生成.o文件, 通常称为目标文件
  • -I   指定头文件所在的路径
  • -L   指定库文件所在的路径
  • -l    指定库的名字
  • -o   指定生成的目标文件的名字
  • -g   包含调试信息, 使用gdb调试需要添加-g参数
  • -On n=0∼3 编译优化,n越大优化得越多

例如:下面代码片段

int a = 10;

int b = a;

int c = b;

printf("%d", c);

上面的代码可能会被编译器优化成:

int c = 10;

printf("%d", 10);

  • -Wall 提示更多警告信息

int a;

int b;

int c = 10;

printf(“[%d]\n”, c);

编译如下: 

gcc -o test -Wall test.c

warning: unused variable ‘b’ [-Wunused-variable]

warning: unused variable ‘a’ [-Wunused-variable]

  • -D  编译时定义宏

test.c文件中的代码片段:

printf("MAX==[%d]\n", MAX);

         编译:

     gcc -o test test.c -D MAX=10

       gcc -o test test.c -DMAX=10

3 静态库和共享（动态）库

3.1库的介绍   

什么是库

   库是二进制文件, 是源代码文件的另一种表现形式, 是加了密的源代码;

是一些功能相近或者是相似的函数的集合体.

使用库有什么好处

  • 提高代码的可重用性, 而且还可以提高程序的健壮性;
  • 可以减少开发者的代码开发量, 缩短开发周期.

库制作完成后, 如何给用户使用

  • 头文件---包含了库函数的声明
  • 库文件---包含了库函数的代码实现

注意: 库不能单独使用, 只能作为其他执行程序的一部分完成某些功能, 也

就是说只能被其他程序调用才能使用.

库可分静态库(static library)和共享库(shared library)

3.2静态库（static library）

静态库可以认为是一些目标代码的集合, 是在可执行程序运行前就已经加入到执行码中, 成为执行程序的一部分. 按照习惯, 一般以.a做为文件后缀名.

静态库的命名一般分为三个部分：

  • 前缀：lib
  • 库名称：自定义即可, 如test
  • 后缀：.a

所以最终的静态库的名字应该为：libtest.a

静态库的制作

下面以fun1.c , fun2.c和head.h三个文件为例讲述静态库的制作和使用, 其中head.h文件中有函数的声明,  fun1.c和fun2.c中有函数的实现.

步骤1：将c源文件生成对应的.o文件

gcc -c fun1.c fun2.c

   或者分别生成.o文件:

  gcc -c fun1.c -o fun1.o

  gcc -c fun2.c -o fun2.o

步骤2：使用打包工具ar将准备好的.o文件打包为.a文件 

  1. 在使用ar工具是时候需要添加参数rcs
  • r更新、c创建、s建立索引
  1. 命令：ar rcs 静态库名 .o文件
  • ar rcs libtest1.a fun1.o fun2.o

静态库的使用

静态库制作完成之后, 需要将.a文件和头文件一定发布给用户.

假设测试文件为main.c, 静态库文件为libtest1.a, 头文件为head.h

用到的参数：

  • -L：指定要连接的库的所在目录
  • -l：指 
  • -I: 指定main.c文件用到的头文件head.h所在的路径

gcc -o main1 main.c -L./ -ltest1 -I./

gcc -o main1 main.c -L./ -ltest1

-I 指向头文件所在的位置 -L指向库文件所在的位置，头文件和库文件在同一个目录-I 可以省略

使用ldd main1.可以查看加载的动态库是否找到了。

静态库的优缺点

  1. 优点：
    • 函数库最终被打包到应用程序中，实现是函数本地化，寻址方便、速度快。

（库函数调用效率==自定义函数使用效率）

    • 程序在运行时与函数库再无瓜葛，移植方便。
  2. 缺点：
    • 消耗系统资源较大, 每个进程使用静态库都要复制一份, 无端浪费内存。

    • 静态库会给程序的更新、部署和发布带来麻烦。如果静态库libxxx.a更新了，所有使用它的应用程序都需要重新编译、发布给用户（对于玩家来说，可能是一个很小的改动，却导致整个程序重新下载）。

3.3共享库（shared library）/动态库

共享库在程序编译时并不会被连接到目标代码中, 而是在程序运行是才被载入. 不同的应用程序如果调用相同的库, 那么在内存里只需要有一份该共享库的拷贝, 规避了空间浪费问题.动态库在程序运行时才被载入, 也解决了静态库对程序的更新、部署和发布会带来麻烦. 用户只需要更新动态库即可, 增量更新. 为什么需要动态库, 其实也是静态库的特点导致.

按照习惯, 一般以”.so”做为文件后缀名. 共享库的命名一般分为三个部分：

  • 前缀：lib
  • 库名称：自己定义即可, 如test
  • 后缀：.so

所以最终的静态库的名字应该为：libtest.so

共享库的制作

  1. 生成目标文件.o, 此时要加编译选项：-fPIC（fpic）

gcc -fpic -c fun1.c fun2.c

参数：-fpic创建与地址无关的编译程序(pic, position independent code), 目的就是为了能够在多个应用程序间共享.

  1. 生成共享库, 此时要加链接器选项: -shared（指定生成动态链接库）

gcc -shared fun1.o fun2.o -o libtest2.so

共享库的使用

引用动态库编译成可执行文件（跟静态库方式一样）：

用到的参数：

  • -L：指定要连接的库的所在目录
  • -l：指定链接时需要的动态库, 去掉前缀和后缀
  • -I: 指定main.c文件用到的头文件head.h所在的路径

gcc main.c -I./ -L./ -ltest2 -o main2

然后运行：./main2，发现竟然报错了.

分析为什么在执行的时候找不到libtest2.so库

  • 当系统加载可执行代码时候, 能够知道其所依赖的库的名字, 但是还需要知道所依赖的库的绝对路径。此时就需要系统动态载入器(dynamic linker/loader)。

ldd命令可以查看可执行文件依赖的库文件, 执行ldd main2, 可以发现libtest2.so找不到.

  • 对于elf格式的可执行程序，是由ld-linux.so*来完成的, 它先后搜索elf文件的 DT_RPATH段 — 环境变量LD_LIBRARY_PATH — /etc/ld.so.cache文件列表 — /lib/, /usr/lib目录找到库文件后将其载入内存。

使用file命令可以查看文件的类型: file main2

如何让系统找到共享库

  • 拷贝自己制作的共享库到/lib或者/usr/lib
  • 临时设置LD_LIBRARY_PATH:
    • export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:库路径
  • 永久设置, 把export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:库路径, 设置到∼/.bashrc文件中, 然后在执行下列三种办法之一:
  • 执行. ~/.bashrc使配置文件生效(第一个.后面有一个空格)
  • 执行source ~/.bashrc配置文件生效
  • 退出当前终端, 然后再次登陆也可以使配置文件生效
  • 永久设置,把export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:库路径，设置到/etc/profile文件中
  • 将其添加到 /etc/ld.so.cache文件中
    • 编辑/etc/ld.so.conf文件, 加入库文件所在目录的路径
    • 运行sudo ldconfig -v, 该命令会重建/etc/ld.so.cache文件

解决了库的路径问题之后, 再次ldd命令可以查看可执行文件依赖的库文件, ldd main2:

共享库的特点

  • 动态库把对一些库函数的链接载入推迟到程序运行的时期。
  • 可以实现进程之间的资源共享。（因此动态库也称为共享库）
  • 将一些程序升级变得简单。

甚至可以真正做到链接载入完全由程序员在程序代码中控制（显示调用）

3.4比较静态库和动态库的优缺点

 静态库的优点:

  1 执行速度快, 是因为静态库已经编译到可执行文件内部了

  2 移植方便, 不依赖域其他的库文件

 缺点:

  1 耗费内存, 是由于每一个静态库的可执行程序都会加载一次

  2 部署更新麻烦, 因为静态库修改以后所有的调用到这个静态库的可执行文

件都需要重新编译

 动态库的优点:

  1 节省内存

  2 部署升级更新方便, 只需替换动态库即可, 然后再重启服务.

 缺点:

  1 加载速度比静态库慢

  2 移植性差, 需要把所有用到的动态库都移植.

由于由静态库生成的可执行文件是把静态库加载到了其内部, 所以静态库生成的可执行文件一般会比动态库大.

作业:

1 复习当天内容, 重点是gcc和库的制作和使用

2 编写4个.c文件, 加, 减, 乘, 除

  add.c --加法

  sub.c --减法

  mul.c --乘法

  dive.c --除法

  main.c ---主函数所在文件, 内部调用上述函数

  head.h  ---函数声明

  libsmath.a  --静态库文件

  libdmath.so  --动态库文件

  main1---静态库可执行程序

  main2--动态库可执行程序

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