20191320-2021-2022-1-diocs 学习笔记1

第1章引言——教材知识点归纳

1.1～1.11

这些小节介绍了本书主要介绍的内容：即Unix/Linux系统的相关知识和其系统中的一些编程应用。

1.12虚拟机上的Linux

本小节讲如何使用虚拟机安装并使用Linux。其实我们已经在大一上期完成了次任务。但通过对书本的学习，我也更加熟悉了虚拟机和Linux系统。在大一学习时，已经使用virtualbox装了ubuntu，但后来出现问题，虚拟机启动和速度很慢，我在本次学习中使用VMWare重新安装了Ubuntu最新版本。

1.13使用Linux

本小节介绍了很多使用linux的重要内容，包括linux的基础知识。

Linux内核位置：/boot
Linux内核映像的三部分：BOOT|SETUP|linux kernel
Linux的三个文件流：stdin、stdout和stderr

Linux最常用命令：

cd：更改目录
exit：退出
logout：注销
sudo apt install：安装应用程序
sudo：使用root权限执行
ls:lsdirname：列出CWD或目录的内容。
pwd：打印CWD的绝对路径名。
touch filename：更改文件名时间戳（如果文件不存在，则创建文件）。
cat filename：显示文件内容。
cp src dest：复制文件。
mv src dest：移动或重命名文件。
mkdir dirname：创建目录。
rmdir dirname：移除（空）目录。
rm filename：移除或删除文件。
find：搜素文件
grep：搜索文件中包含模式的行。
ssh：登录到远程主机
tar-zcvffile.tgz：从当前目录创建压缩tar文件。
tar-zxvffile.tgz：从tgz文件中解压文件。
man：显示在线手册页。
zip file.zip filenames：将文件压缩为.zip文件。
unzip file.zip：解压.zip文件。
history：查看历史命令。
!数字：执行第"数字"条命令。

1.15Unix/Linux文件系统组织

第2章编程背景——教材知识点归纳

2.1Linux中的文本编辑器

Linux中，文件编辑、文本编辑是必不可少的基本操作。首先学习vim，即使用命令行进行文本编辑，若熟练掌握其中的命令，就可以很快完成。gedit：类似于Windows中的记事本，是一个简单的图形界面文本编辑器。emacs：更加强大，具有更多功能的图形界面文本编辑器。

2.2使用文本编辑器

Vim使用键位图：

使用3个窗口的vim来开发程序：分别用来编写代码、调试、运行。

2.3程序开发步骤（重要）

在ubuntu中尝试了上课所讲的开发过程。
快捷键：

^+alt+T：打开终端
^+shift+T：打开新标签
alt+num：打开对应标签

程序开发过程：

代码文档编辑工具：
- vim
- gedit
- emacs
- vscode
C语言编译工具：
- gcc
C语言调试工具：
- gdb
项目管理、编译：
- make

编译过程

预处理：先处理库、宏等，生成的还是C代码文件。 gcc -E xx.c -o xx.i
编译：将C代码转换为汇编代码。 gcc -S xx.i -o xx.s
汇编：汇编语言转为二进制文件。 gcc -C xx.s -o xx.o
链接：链接为可执行文件。 gcc xx.o -o a.out

程序编写时应该注意：高内聚，低耦合。利用面向对象的思想，将对象所做的函数和功能进行封装，同时，使用多种方式降低代码重写率，使用函数，将程序拆分为小部分，逐个完成。

2.4-2.5

此段主要介绍C程序在执行过程中的底层细节，包括函数的调用过程、堆栈使用情况、以及C代码和汇编代码的链接。从汇编指令的层面分析了程序执行过程中的细节。

2.6链接库

链接库包含预编译的目标代码，有静态链接库和动态链接库之分。

代码：

伪代码（注释和描述）
产品代码 (函数、模块）（没有main） xx.c->xx.h
测试代码（有main）

项目管理：

头文件：/include *.h
源文件：/src *.c
库： /lib *.o
二进制可执行： /bin *.out
文档： /doc *.md……

编译时用：gcc -Iinclude -c src/hello.c -o libs/hello.o将模块进行编译。若不给出源代码而是给出库的.o文件，编译时用:gcc src/testhello.c libs/hello.o -Iinclude -o bin/hw1 其中-Iinclude指示头文件的位置。
运行时用：bin/hw
注意所有操作均在项目根目录下进行就可以!

静态库：
将多个.o进行打包就成了静态库。使用ar rcs libhello.a xx.o yy.o。注意静态库需用libxxx.a的格式进行规范命名。
用静态库编译：gcc src/testhello.c -Iinclude -Llibs -lhello -o bin/hw2其中，-lhello就是找libhello.a，并使用其进行编译。

动态库：
动态库不在编译时链接程序，在程序运行时才会进行加载和使用，所以在多次使用的情况下相比静态库更节省空间。
使用方法：

先编译为.o: gcc -c -fPIC hello.c

然后创建动态库.so: gcc -shared -o libmylib.so mysum.o

生成需要动态库的可执行文件：gcc t.c -L. -lmylib

执行export LD_LIBRARY_PATH=./ ./a.out

2.7makefile

makefile用来管理和编译项目。makefile是一个文件，在使用make命令时，会读取这个文件并对项目按照文件内容进行编译。make文件由一系列目标项、依赖项、规则组成。
例子：

一个C程序，三个源文件：type.h、mysum.c、t.c
使用gcc编译： gcc -o a.out main.c mysum.c
使用makefile：有一个名为Makefile的文件：

myt:type.h t.c mysum.c    #依赖列表
 gcc -o myt t.c mysum.c      #rule命令，make时执行。

2.8 GDB调试工具

gdb断点设置指令总结：

(gdb)break 7 //以行号设置断点
(gdb)break function_name //以函数名设置断点
(gdb)clear 行号 //删除这行的断点
(gdb)clear 函数名 //删除该函数的断点
(gdb)delete breakpoints n //删除第n次(指定编号)设置的断点
(gdb)clear //删除程序中所有的基于行设置的断点
(gdb)delete //删除程序中所有的断点
(gdb)r //执行程序
(gdb)n //单步调试
(gdb)c //执行到下一个断点
(gdb)print 变量或表达式 //打印变量或表达式当前的值。
(gdb)print 变量=值 //对变量进行赋值
(gdb)whatis 变量或表达式 //显示变量类型
(gdb)set variable 变量=值 //变量赋值

2.9-2.12数据结构与算法

书中介绍了C结构体、指针等C语言基础内容，同时介绍了数据结构与算法的知识。我们学习过数据结构课程，以下为重要数据结构和算法知识。

链表：是一种线性结构，由数据和指针连接而成，有单链表、双向链表、循环链表等类别。有多种操作，其中插入节点、删除节点复杂度为O(1)，读取一个节点复杂度为O(n),在C语言中可使用结构体和指针完成。

树：树形结构，每个节点有一个父节点和多个子节点，其中最简单的树为二叉树，除根节点和叶节点外，每个节点有一个父节点，两个子节点，二叉树应用广泛，有深度优先遍历、广度优先遍历和层序遍历，也可用二叉树表示普通树，应用有哈弗曼编码、二叉平衡搜索等。

实践内容过程、问题解决过程

ubuntu虚拟机安装和使用

曾经安装了ubuntu18.04，后因不明原因VirtualBox虚拟机出现问题，重新安装了VMWare虚拟机，和Ubuntu20.04。

在安装过程中，安装完系统后，需要安装VMware Tools增强工具，但这个工具和VirtualBox的安装方法不太一样，首先该工具打包为.tar.gz，在网上搜索了使用linux解压这种包的方法：tar -xzf file.tar.gz即可解压。
解压完成后，需要通过.pl文件进行安装，需要安装perl，然后用root执行.pl文件即可。如图：

随后就完成了安装，通过解决问题，网上搜索，学习到linux命令行下.tar和.tar.gz文件解压方法、.pl的程序安装方法，很有收获。