Linux基础
一、Linux系统介绍
1、UNIX系统由贝尔实验室研究员丹尼斯.里奇和肯.汤普逊合作开发，并顺便发明了C语言，现主要应用于各种大型服务器，如：电信、银行、各大公司的核心关键业务，苹果公司以它作为内核，推出了MacOS、iOS系统，该系统收费，质量比较高。
2、Minix系统是UNIX精简版主要用于科学研究，Linux的作者林纳克纳.托瓦斯就是受了它的启发，引发了全世界的程序员一起完善了Linux系统。
3、Linux指的是系统的内核，目前由GNU社区维护，但并不能直接使用，需要安装相应的驱动、应用、界面才能使用，安装了驱动、应用、界面的Linux被称为发行版Linux，常用的发行版有：ubuntu、debian、redhat、CentOS、UOS、深度、新支点、安卓。
二、Linux文件系统介绍
Linux系统管理硬盘的能力非常强，因此不需要显式分区，也就没有盘符，所有文件都被管理在根目录下 /，整个Linux系统的文件组织是一棵倒悬树，根就是最顶层目录(/)，目录之间只能上下进入，不能左右。
bin目录：这个目录存放着一些基本的可执行命令，如ls、cp和rm等。一般来说，这些命令是所有用户都可以使用的。
sbin目录：存放系统管理命令的目录，这些命令一般只有管理员或root用户才能执行，普通的管理员用户需要sudo提权才能执行这些命令，而root用户可以直接执行。
boot目录：包含了启动Linux系统所需的文件，如内核映像文件和引导加载程序。
dev目录：该目录包含了设备文件，用于与硬件设备进行交互。例如，磁盘驱动器、打印机、键盘等设备都在/dev目录下表示为文件。
etc目录：存放系统级配置文件的目录。这些文件包括网络配置、用户账户、服务配置等。
lib目录： 这个目录包含了共享库文件（动态链接库文件，类似Windows下的.dll文件），供应用程序在运行时使用。
media目录：用于挂载可移动介质（如光盘、U盘）的目录。当插入可移动介质时，系统会自动将其挂载到该目录下的子目录中。
mnt目录：是一个常用的挂载点目录，用于挂载临时文件系统或其他设备，MNT是Mount的缩写，表示挂载。
opt目录：用于安装第三方软件的目录，一些独立安装的应用程序会将自己的文件放在/opt目录下。
proc目录：虚拟文件系统，存储了系统和进程的运行时信息。通过访问/proc目录下的特殊文件，可以获取有关系统和进程的详细信息。
root目录：超级用户（root）的主目录，与普通用户的主目录（/home）不同，root用户的主目录是/root，为了安全，ubuntu系统下的root用户默认关闭。
run目录：是一个临时文件系统（tmpfs），用于存储运行时数据和临时文件，它是在启动过程中由系统自动创建的，并在每次重新启动时清空。
usr目录：系统资源库，是 Unix Software Resource Library的缩写，或者更具体地说，它是用户相关和共享的数据文件和程序文件的根目录。
home目录：用于存放用户的主目录。每个用户在/home目录下有一个以用户名命名的子目录，用户可以在自己的主目录下创建和管理文件。
三、什么是路径
文件的地址，它描述了文件在文件系统中的位置信息。
1、绝对路径
以根目录为起点，描述一个文件的位置，例如stdio.h头文件的绝对路径：/usr/include/stdio.h。
2、相对路径
以当前位置(工作目录)为起点，描述一个文件的位置，例如我当前在/home目录下，stdio.h头文件的相对路径：../usr/include/stdio.h。
3、特殊路径
/ 根目录，也被作路径分隔符，windows系统的路径分隔符是
~ 用户主目录，/home/用户名/
.. 代表当前目录的上一级目录
. 代表当前目录 ./usr/xxx/xxx
- 上一次所在的工作目录
四、终端的使用技巧
Ctrl+Alt+T键：快速打开终端，第一次使用终端，可以把终端锁定到启动器
Shift+Ctrl+T键：新建终端标签页，像浏览器一样，打开若干个标签页，完成各样工作
Shift+Ctrl+加号键：放大终端字体
Ctrl+减号键：缩小终端字体
home键：光标跳转到行首
end键：光标跳转到行尾
Tab键：自动补全命令或参数，如果候选的有多个，则无法补出，此时按两次Tab键会列出所有候选
up/down键：可以调用命令的执行记录
!
F11 全屏/退出全屏
五、Linux系统命令
1、常用的命令
clear
功能：清理屏幕，Ctrl+l快捷键具有相同的功能
pwd
功能：显示当前所在的工作目录
cd <path>
功能：改变当前的工作目录
ls [参数] [路径]
功能：显示指定路径下有哪些文件，如果没有路径参数则显示当前工作目录下有哪些文件
-l 显示文件的详细信息
文件类型 权限 硬链接数 用户名 组名 文件大小 最后修改时间 文件名
-a 显示隐藏的文件
在Linux和UNIX系统下，以.开头的文件默认是隐藏的，Ctrl+h可以在界面浏览时显示或隐藏.开头的文件。
ubuntu系统下重定义了：
ls -a 为la
ls -al 为ll
ls 为l
man [n] <key> 查看系统的帮助手册
章节1 系统命令的说明文档
章节2 系统函数的说明文档
章节3 C语言标准库函数的说明文档
如果要查的关键字多个章节同时存在，则需要指定章节号，否则优先显示章节号最小的内容。
/key 在手册中查询，n查看下一个，u查看上一个，q退出手册
time <可执行文件>
功能：执行一个程序，并记录该程序的执行时间
real 0m0.015s 程序执行的总用时
user 0m0.013s 用户态执行的时间
sys 0m0.000s 内核态执行的时间
real = user + sys + 用户态内存态切换消耗的时间
size <可执行文件>
功能：查看可执行文件的 text、data、bss 内存段的大小
strace <可执行文件>
功能：追踪程序的执行过程
wc [参数] [路径]
功能：（字数统计）命令打印文件中的行数、字数和字节数。
-l 只打印行数
-w 只打印字数
-c 仅打印字节数
2、文件相关的命令
touch <filename>
功能：创建新文件
rm <filename>
功能：删除文件，删除的文件不经过回收站，而是直接从文件系统中删除，很难恢复，删除时要慎重
cp <src> <<path>/[filename]>
功能：复制文件，可以在复制过程中给目标文件取个新名字
mv <src> <<path>/[filename]>
功能：移动文件，也可以在移动过程中给目标文件取个新名字，并且它还具有重命名的功能
cat <filename>
功能：查看文件内容，它会把文件的所有内容都输出到屏幕上，但不适合用来查看内容比较多的文件
more <filename>
功能：用于查看文件内容比较多的文件，默认只显示文件的第一页内容
回车键查看下一行
空格键查看下一页
/key 搜索 n向下搜索 N向上搜索
q键退出
head [-nx] <filename>
功能：只显示文件的前10行内容，一般用于查看代码的说明信息
tail [-nx] <filename>
功能：只显示文件的后10行内容，一般用于查看代码的版权信息
3、目录相关的命令
mkdir <dirname>
功能：创建目录
-p 可以创建多级目录
rmdir <dirname>
功能：删除目录，但只能删除空目录，如果目录中有内容则删除失败
rm -rf <dirname>
功能：强制删除非空目录
cp -r <srcdir> <<path/>[dirname]>
功能：直接使用cp复制目录默认会忽略，需要加上r参数
mv 在移动目录和重命名目录时，不需要加任何参数，直接使用即可
4、网络相关的命令
ifconfig
功能：查看网络配置信息(windows系统使用ipconfig)，使用ifconfig设置网卡时，需要管理员权限
sudo ifconfig <name> down 禁用网卡
sudo ifconfig <name> up 启用网卡
sudo ifconfig <name> xxx.xxx.xxx.xxx 设置网卡的ip地址
sudo ifconfig <name> netmask xxx.xxx.xxx.xxx 设置网卡的子网掩码
ping xxx.xxx.xxx.xxx
功能：测试网络的是否连通
ping 网关的ip地址 测试本机的ip地址和子网掩码配置是否正确
如果此时与网关是连通的，且不能上网，则说网关有问题
ping www.baidu.com 测试本机是否能上网
ping 127.0.0.1 测试本机网卡是否正常工作
ping 命令在Linux系统下会连续执行，Ctrl+c快捷键结束，在windows系统下默认只执行4次，加/t参数会连接执行，同样Ctrl+c结束。
telnet xxx.xxx.xxx.xxx
功能：远程登录指令，可以远程登录上服务器使用它
采用明文传输，安全性低，但速度快，一般在公司内局域网使用该命令远程登录。
ssh xxx.xxx.xxx.xxx
功能：安全的远程登录命令，采用密文传输，安全性高，默认采用当前系统的用户名
ssh 用户名@xxx.xxx.xxx.xxx
功能：指定用户名远程登录，第一登录会让选择是否保存密钥。
exit 退出登录
5、其它命令
chmod
功能：修改文件权限
用法1：chmod mmm <filename>
每个 m = 4r 2w 1x 都由组成一共有8种情况
0 --- 1 --x 2 -w- 3 -wx
4 r-- 5 r-x 6 rw- 7 rwx
第一m 对应前三个字符 文件的主人的权限(属主)
第二m 对应中间三个字符 与文件的主人同一级用户的权限(属组)
第三m 对应末尾三个字符 其它用户的权限
用法二：chmod +/- r、w、x <filename> 所有用户一起增加或减少某一项权限。
注意：目录文件需要执行权限才能进入，常用的两种权限：644普通文件，755目录文件
ln <src> <link>
功能：创建链接文件(快捷方式)
ln命令默认创建是硬链接文件，它链接的是文件的内容，当链接目标被删除后，链接文件依然能正常访问和使用。
-s 创建的是软链接文件，当链接的目标被删除后，链接文件就不再访问了，软链接是依靠路径信息链接文件。
注意：目录文件只能创建软件链接。
任务：在~目录下为共享目录创建一个软链接，方便以后使用。
tar
功能：压缩、解压文件
tar -zcvf pack.tar.gz <要压缩的文件或目录,可以是多个，用空格分开>
tar -zxvf pack.tar.gz 解压到当前目录
tar -zxvf pack.tar.gz -C <path> 解压到指定目录
find 用于查找文件，可以根据查找条件，把符合条件文件查找出来。
find <文件名> 可以在当前路径下查找某个文件是否存在
find <path> -name <文件名> 可以在指定的路径下查找某个文件是否存在
https://m.runoob.com/linux/linux-comm-find.html
grep <"key"> <[path/]文件名>
功能：查找文件的内容，也就是在指定的文件中查关键字
-i 忽略大小写
-r 递归搜索目录以及子目录中的所有文件的内容
-w 仅匹配完整单词
| 管道输出到另一条命令
功能：管道 | 操作符将一条命令的输出作为输入发送到另一条命令，将它们串联起来。
六、通配符、管道、重定向
1、通配符
* 代表任意多个字符
例如：
rm * 删除当前目录下的所有文件
grep -r "sprintf" /* 在当前用户的主目录以及子目录下，查找文件内容有“sprintf"的文件
find
find ~ -name *txt 在当用户的主目录，查找文件名以txt结尾的文件。
? 代表一个字符
例如：rm hehe.? 删除以hehe开头的，扩展名只有一个字符的文件。
2、管道
把一个命令执行结果当作另一条命令的数据源，也就是把两条命令连接在一起执行
ls -al | grep <"key">
find /usr/include/ | grep "math"
3、重定向
可以把命令的执行结果输出到文件中，而不显示到屏幕上。
ls -l > list.txt 如果list.txt文件存在则先清空文件空，如果文件不存在则创建。
ls -l >> list.txt 如果list.txt文件不存在则创建，如果文件存在则把内容追加到文件的末尾。
七、对终端进行配置
1、注意
配置任何文件之前都要把配置文件备份一下，防止配置错误导致软件、系统无法运行。
# 对xxx配置文件进行备份
cp xxx.conf xxx_back.conf
# 备份终端的配置文件
cp ~/.bashrc ~/.bashrc_back
2、配置终端的命令提示信息
1、打开终端配置文件：gedit ~/.bashrc
2、修改PS1的内容"\u@\w$"，完成后Ctrl+S保存后退出
3、重新加载配置文件：source ~/.bashrc 实现精简命令提示信息的效果
3、配置自定义命令
1、打开终端配置文件：gedit ~/.bashrc
2、在文件的末尾添加以下内容：
#创建目录并进入
mk()
{
mkdir $1 && cd $1
}
#移动文件到回收站 需有删除过文件 路径才存在
del()
{
mv $1 ~/.local/share/Trash/files/
}
# 返回上级目录
alias cu='cd ..'
4、删除配置项
如果在~/.bashrc 文件删除的某些配置内容，保存退出配置文件。
注意：此source ~/.bashrc指令无效，需要退出终端再重新打开才有效。
八、vim文本编辑器
1、vi文本编辑器介绍
是一款可以在无界面的情况下编写代码的工具，所有UNIX、Linux系统自带的都有，通用性强，是在服务器上修改代码、配置文件非常好的文本编辑器。
可以进行自定义、二次开发，被称为成长型的神器，vim是vi的增强版，一般Linux系统需要手动安装，ubuntu系统的安装指令是：sudo apt-get install vim。
vim自带的使用教程：vimtutor
2、vim的基本用法
1、vim <filename.c> 文件如果存在则打开，不存在就会创建
2、按 i 键，可以编辑内容
3、编辑完成后按 ESC 键退出编辑
4、连续按两下ZZ (Shift+z)，保存退出
3、vim的三大主要模式和模式切换
正常模式：是进入vim的默认模式，主要用于阅读文件，或通过快捷键修改文件
插入模式：主要用于编辑文件的内容
行底模式：主要用于对vim进行一些设置，或执行一些命令
4、模式切换方法
正常模式 切换到 插入模式：i
插入模式 切换到 正常模式：ESC、Ctrl+c
正常模式 切换到 行底模式：输入冒号
行底模式 切换到 正常模式：ESC、Ctrl+c
注意：插入模式与行底模式之间不能直接切换，必须经过正常模式中转
5、正常模式下的操作
准备工作：
cp /usr/include/stdio.h ./
vim stdio.h
在行底模式下：set nu 显示行号
光标移动：
h左 j下 k上 l右 光标的上下左右移动，在vim中可以使用方向键移动，但在vi中只能使用hjkl
page down 光标向下跳转一页
page up 光标向上跳转一页
home 光标跳转到行首
end 光标跳转到行尾
gg 光标跳转到文件的第一行
G/shift+g 光标跳转到文件的最后一行
vim file.c +n 进入vim后光标跳转到第n行
注意：我们在编译代码时，如果代码出错编译器会准确报告出错代码的行号，熟练的跳转光标方便快速找到错误代码。
删除内容：
x 删除一个字符
dw/de 删除一个单词(从当前光标开始删除到单词分隔符，_是单词的一部分)
dd 删除一行
ndd 删除n行
d$/D 从当前光标位置删除到行尾
d^ 从当前光标位置删除到行首
复制内容：
yw/ye 复制一个单词
yy/Y 复制一行
nyy 复制n行
y$ 从当前光标位置复制到行尾
y^ 从当前光标位置复制到行首
p 把复制的内容粘贴光标的后面 小写
P 把复制的内容粘贴光标的前面 大写
移动内容：
删除的内容还存储在缓冲区，使用p/P粘贴到新位置，就达到了移动内容的效果。
替换内容：
r
cw/ce 替换一个单词(删除单词进入插入模式)
R 进入替换模式，按ESC、Ctrl+c退出替换模式。
xp 可以快速调换两字符的位置。
撤销操作：
u 撤销一次操作，可以连续使用多次
U 撤销当前行的所有操作，回到最初状态，但只能撤销一次。
Ctrl+r 取消撤销操作
查找内容：
/key 按Enter键 n向下查找，N向上查找
6、进入插入模式的多种方法
i 在当前光标的前面进入插入模式
I 光标跳转到行首进入插入模式 大写
a 在当前光标的后面进入插入模式
A 光标跳转到行尾进入插入模式
o 在光标下面添加一个空白行，然后进入插入械
O 在光标上面添加一个空白行，然后进入插入械
7、插入模式下的操作
该模式主要用于编辑内容，快捷键不多
Ctrl+i 相当于Tab键的功能，用于代码缩进
Ctrl+d 当前行代码向左移动
Ctrl+j 相当于回车键的功能
Ctrl+c 相当于ESC键的功能
Ctrl+h 相当于Backspace键的功能
Ctrl+p/n 自动补全，写代码时非常好用
Ctrl+s 休眠
Ctrl+q 醒来
Ctrl+z 挂起当前正在运行的程序，fg命令可以还原，是系统的快键，不是vim的。
8、行底模式下的操作
!
w 保存内容，相当于其它编辑的Ctrl+s
q 退出,如果内容有发生修改，用q无法退出
wq 保存退出
q! 强制退出，无法保存修改的内容
x 保存退出，但只保存内容，不保存密码。
X 加密，wq保存密码退出
set key= ， wq保存退出，会删除掉密码
%s/old/new 全文替换，会在下方告诉你替换了多少次
>n 从光标所行开始，下面n行代码向右缩进
<n 从光标所行开始，下面n行代码向左缩进
set nu 显示行号
set nonu 不显示行号
9、对vim进行配置
在行底模式下对vim进行的设置，只是临时有效，vim退出后就失效了，要想长期有效就要把这些设置命令写入vim的配置文件，vim的配置文件在：~/.vimrc。
" 显示行号
set number
" 设置tab键宽度
set tabstop=4
" 设置>n <n缩进时的宽度
set shiftwidth=4
" 设置代码按照C语言代码自动排列
set cindent
" 突出显示当前行
set cursorline
" 设置自动保存
set autowrite
" 设置不产生交换文件
set noswapfile
" 启用鼠标定位光标
set mouse=a
" 打开语法高亮。自动识别代码，使用多种颜色显示
syntax on
" 在底部显示，当前处于命令模式还是插入模式。
set showmode
" 命令模式下，在底部显示，当前键入的指令
set showcmd
" 使用 utf-8 编码。
set encoding=utf-8
" 开启文件类型检查，并且载入与该类型对应的缩进规则
filetype indent on
" 由于 Tab 键在不同的编辑器缩进不一致，该设置自动将 Tab 转为空格。
set expandtab
" Tab 转为多少个空格。
set softtabstop=2
" 是否显示状态栏。0 表示不显示，1 表示只在多窗口时显示，2 表示显示。
set laststatus=2
" 光标遇到圆括号、方括号、大括号时，自动高亮对应的另一个圆括号、方括号和大括号。
set showmatch
" 搜索时，高亮显示匹配结果。
set hlsearch
" 输入搜索模式时，每输入一个字符，就自动跳到第一个匹配的结果。
set incsearch
" 搜索时忽略大小写。
set ignorecase
" 保存退出函数
func SaveExit()
exec 'wq'
endfunc
" 映射正常模式Ctrl+z快捷键调用 SaveExit函数
map <C-z> : call SaveExit() <CR>
" 映射插入模式Ctrl+z快捷键调用 SaveExit函数
imap <C-z> <ESC> : call SaveExit() <CR>
" 编译运行函数
func CompileRun()
" 保存代码
exec 'w'
" 判断是否是.c文件
if &filetype=='c'
" 编译并运行当前文件
exec '!gcc % -lm -lpthread && ./a.out'
" 判断是否是.cpp文件
elseif &filetype=='cpp'
exec '!g++ % -std=gnu++17 && ./a.out'
endif
endfunc
" 映射正常模式Ctrl+x快捷键调用 CompileRun函数
map <C-x> : call CompileRun() <CR>
" 映射插入模式Ctrl+x快捷键调用 CompileRun函数
imap <C-x> <ESC> : call CompileRun() <CR>
" 自动填充头文件和main函数
func InsertMain()
call setline(1,"#include <stdio.h>")
call setline(2,"int main() {")
call setline(3,"\t")
call setline(4,"}")
exec "5"
endfunc
" 当新建的是.c文件时自动调用InsertMain函数
autocmd BufNewFile *.c : call InsertMain()
func InsertCppMain()
call setline(1,"#include <bits/stdc++.h>")
call setline(2,"int main() {")
call setline(3,"\t")
call setline(4,"}")
exec "6"
endfunc
autocmd BufNewFile *.cpp : call InsertCppMain()
" 自动填充头文件卫士
func InsertHeadGuard()
call setline(1, '#ifndef '.toupper(expand('%:r')).'_H')
call setline(2, '#define '.toupper(expand('%:r')).'_H')
call setline(3, "")
call setline(4, '#endif//'.toupper(expand('%:r')).'_H')
exec "3"
endfunc
" 当新建的是.h文件时自动调用InsertHeadGuard函数
autocmd BufNewFile *.h : call InsertHeadGuard()
