构建完整工具链：GCC/G++ + Makefile + Git 自动化开发流程
我们都知道代码形成可执行程序是需要进行预处理，编译，汇编，链接的。那么今天就来看看编译器吧。
一、gcc/g++编译器
gcc 和 g++编译器有什么区别呢？
gcc编译器是专门用来编译C语言的，而g++编译器既可以用来编译C也可以用来编译C++，主要用来编译C++。
既然都说到这里了，那么要想了解gcc、g++必然少不了围着预处理，编译，汇编，链接来进行说明。
1. 预处理
//filename为要编译的文件名
gcc -E filename 将预处理后的内容打印到显示屏上
gcc -E filename -o xxx 将预处理后的内容写到了xxx文件里，xxx文件自己指定
gcc -E filename -o xxx是在进行预处理阶段，在这个阶段中可以看到，它都做了以下的工作。
. 头文件展开
. 宏替换
. 去注释
. 条件编译
带大家理解一下，什么是头文件展开？
所谓的头文件展开其实就是把头文件中相关的内容拷贝到源文件里，所以，预处理完毕，其实就可以不用头文件了。
条件编译本质是对代码进行裁剪。
如何理解裁剪呢？
在预处理阶段，代码从原本的20行变成了800行，就是将头文件里面的内容拷贝到了源文件里，去掉注释就是在删除内容，条件编译就是根据条件可以修改代码。所以所谓的裁剪其实就是对代码进行增、删、改操作。
头文件都被放在了usr/include/目录下。
2. 编译
gcc -S filename -o xxx 对预处理阶段的文件，进行编译
可以看到，对比于预处理阶段的文件，预处理阶段的文件还是C语言，但是编译之后的文件我们就已经看不懂了。编译的目的就是为了生成汇编语言。
3. 汇编
gcc -c filename -o xxx进行汇编
注意：此汇编非彼汇编。看到这里可能已经有人看懵了。编译生成的汇编是一种语言(汇编语言)，而这里的汇编是生成可执行程序当中的一个阶段。它是为了将汇编语言翻译成可重定位目标二进制文件。那么，它既然已经是二进制文件了，也就是说它已经能够被计算机所识别，你说，这个文件是否能够被执行呢？
显然不行，这个时候可能就有细心的小伙伴发现了，程序能不能运行，不应该要看x权限吗，这个文件没有x权限，当然不能够被运行了。那我们再来做一个实验。
可以看到，它是执行失败了的。那它为什么会执行失败呢？先看下一阶段。
4. 链接
gcc filename -o xxx生成可执行文件或库文件
可以看出来，可重定位二进制文件确实不是可执行程序，必须经过链接才能生成可执行程序。那么，这是为什么呢？就由小编来为各位解惑吧。在写代码的时候，我们不可置否的使用了库函数，而库函数的实现在哪里呢？库函数又不是我们自己写的，是别人帮我们写好的，库函数的实现应该在库里面。所以，我们在使用库函数时，相当于只是拿到了库函数的声明，它需要和库里面的函数进行链接才可以生成可执行程序文件(也就是说，可重定位二进制文件必须依赖于对应的库才可以)。
虽然结论已经出来了，但是要怎么证明它确实是和库进行了链接呢？
ldd xxx查看可执行文件或共享库所依赖的动态链接库
看到这里，相信大家对链接已经有了一个初步的认识了，那么，什么是链接呢？
库函数的实现并不在我们自己写的代码里，那么它在编译的时候库函数的地址是未知的，库函数的实现在库里，它会有一个地址，链接的时候会把xxx.o文件和库进行合并，形成一个可执行文件。所谓的合并是在干什么呢？就是为了将库中函数的地址重新填写到.o文件里。
既然，链接需要库，那也就是说，系统里必须提前给我们安装好了库，这样我们才能编译，链接？是的，没错。
函数声明
函数实现
如何理解库呢？首先为什么要有库？在开发当中，开发者会经常的使用到一些函数方法，这是一种很普遍的现象，但是，如果每个人都为了实现一个函数写一个方法，那么也太浪费时间了吧。所以，有人就把这些经常性使用的一些函数放在了库里，就是为了提高开发效率。
库的常见分类：静态库、动态库。
静态链接：与静态库链接。
动态链接：与动态库链接。
实验证明一下。
动态链接
静态链接
静态链接有可能会失败，这是因为系统中可能没有默认安装C/C++的静态库。使用大模型生成安装静态库的命令就可以了。
可以观察到，编译器默认采用动态链接的方式，形成可执行程序。
举个简单的例子，来理解一下动静态库。
今年中考结束后，有许多学生都考上了自己梦寐以求的中学，其中不乏有许多尖子生，其中一名学生张三学习非常好，考上了中学，但是他有点自己的小心思，他想去一个附近有网吧的学校，当然了，他的父亲并不知道他的小心思，他不知道应该去哪所学校。于是就和他的父亲去找他的朋友李四，询问李四的意见。在询问过程中，不仅找到了一所非常不错的学校也达成了张三的心愿。这所学校管理非常严格，平时是出不去的，所以只有周末的时候才可以出去。张三为了出去玩，于是就给周末定了一个计划表，早上要完成语文，数学，英语作业，下午就要出去玩，然后洗衣服等，等到了玩的时间，张三立马就要出去玩，之后回到学校洗衣服。
张三就相当于是一个程序，他的父亲就是链接器，张三从李四这里得到链接信息(链接：写入方法的地址)，这所中学就是内存，计划表就是具体的代码，网吧就是动态库(共享库)。
所以，什么是动态链接呢？动态链接就是程序还未加载到内存时，就已经和动态库建立了信息上的连接，执行到库函数的时候，跳转到动态库执行，然后继续执行自己的代码。
后来，老师发现学生经常去网吧，就给派出所打电话，举报网吧无证经营，警察一看果然情况属实，就把这个网吧干掉了。这个时候想玩电脑就要花钱去买了，很浪费资源的，毕竟，上一次网吧才多少钱，这也导致许多同学都去不了网吧。
所以，动态链接(动态库)的优点是节省资源，缺点是一旦丢失，所有程序都无法运行。
放假回家，你闷闷不乐，你父亲问你为什么，你说想玩电脑，你父亲看你学习成绩挺好的，索性就在学校附近的网吧里给你买了一台电脑。这就是静态链接。
所以，静态链接就是把你要的方法。拷贝到可执行程序里。
静态链接的优点：不依赖任何库，自己独立就能运行。
缺点：体积大，占据资源多(占据磁盘空间，内存空间)，加载速度受影响。
二、自动化构建make/Makefile
1. 基本概念
make是一个linux系统内置的命令
makefile/Makefile是一个需要自己建立的一个文件。
make命令会在当前目录下寻找makefile文件，解释里面的内容。
2. make,makefile的操作
3. 理解makefile
举个简单的例子理解一下。
每到月底的时候，大学生经常会给自己的父亲打电话，如果你只是打电话，说我是你儿子，就把电话挂了。你爸能知道你要干什么吗？肯定不行，这就叫做表明依赖关系。你给你爸打电话说，没钱了，你爸就知道你要干什么了，一会钱就到你手机上了。这就叫做表明依赖方法。依赖关系+依赖方法才能达到你想要的目的。
看到这里，大家有没有疑问呢？为什么make的时候只执行了第一个目标呢？这是因为make，makefile默认只形成一个目标，就是从上往下遇到的第一个目标。
那么什么是伪目标呢？
.PHONY：表示被修饰的目标是一个伪目标。
伪目标有什么特点呢？
特点：伪目标总是被执行的。
要想理解什么是总是被执行的，就先来看看什么叫做总是不被执行。
可以看到，第一次没有编译形成可执行程序，make是成功的，第二次以后都是没有被执行。那么，这是为什么呢？我们给源代码添加一些内容，再看看结果呢？
可以看到，在将源代码内容改变之后，make是成功的。所以，make之所以会失败，是因为编译器发现没有必要再去对源代码进行编译，因为源代码已经是最新的了。如果重复的对最新的源代码进行编译，就会浪费CPU的资源。这样做的目的主要是为了提高编译的效率。这叫做总是不被执行。
那么，什么叫做总是被执行呢？来看一个例子。
我们给code加上.PHONY:code，看一下运行结果。
这叫做总是被执行。但是有一个问题，make,makefile它怎么知道要不要重新编译呢？我们来看一个命令。
在前面的文章里，我们学过这个。任何一个文件，它都包含三种时间。
文件 = 文件内容 + 文件属性。
access time文件最近被访问的时间。
modify time文件内容最近被修改的时间。
change time文件属性最近的修改时间。
对内容做一些删除
可以看到，modify time发生了变化，那么为什么change time也会发生变化呢？首先，modify time也属于文件属性，其次文件的size也发生了变化，所以，change time发生了变化。那么在删除内容的时候，肯定也访问了文件，为什么access time没有发生变化呢？这与系统的内核版本有关，老的内核版本是会发生变化的，新的内核版本可能得好多次才会发生变化，这是因为access time的参考价值不大，所以才变成了这样。
我们的问题是，make,makefile它怎么知道要不要重新编译呢？答案是：通过对比源文件与可执行文件的modify time时间，源文件最新就重新编译。
什么叫做总是被执行呢？忽略时间，不做对比，直接执行。
刚开始，只有源文件，就编译，此时已经有了可执行文件，若下次还要编译，就对比源文件与可执行文件的modify time，源文件最新就重新编译。
三、版本控制器Git
1. git的核心功能
git的核心功能就是为了版本控制。
举个简单的例子来理解什么是版本控制。
大学生每到期末就要写各种实验报告，张三率先完成了报告，拿去给老师检查，老师为张三指出了各种毛病，什么格式不对，字数不够各种问题，让张三继续去修改，张三改了几天又拿去给老师看，老师还是不满意，于是张三又继续去修改他的报告了，过了几天，又拿去给老师，还是有各种问题，这时候老师说，算了张三，你这报告越改越不行，把你的第一份报告拿来吧，这时候张三懵了，他根本就没有对以前的报告进行保存。张三每天都唉声叹气的，被舍友李四看到了，李四就比较聪明了，他把他的报告拿去给老师，老师依然指出了各种毛病，让李四去修改，但李四就对他的每一份报告进行了保存，每一次拿新的报告给老师看，几次之后，老师说，算了李四，你把你的第一份报告拿来吧。李四很高兴，他的作业终于完成了，因为他对他的报告都做了备份。
张三和李四就是程序员，报告就是代码，老师就相当于是产品经理。李四做备份的过程就相当于版本控制。版本控制的目的就是为了应对各种变化。
2. 认识git
后来张三进入了一家公司工作，在他的目录下写代码，他为了做版本管理，在Linux上安装了git，在本地上建立了本地git仓库，后来，张三把自己写的代码 code1 都提交到了本地git仓库，好巧不巧，他的舍友李四也进入了这家公司工作，他们俩在同一个组里，张三开发功能一，李四开发功能二 code2，自己写自己的代码，那么他们两个要怎么协同开发呢？于是他们的组长在服务器上建立了一个git仓库，这个git仓库就叫做远端仓库。张三把自己的代码code1从本地仓库提交到远端仓库，李四也是一样，但是git有一个特点，就是自己本地的git仓库内容和远端仓库不一致就无法提交，对于李四而言也是如此。
规则1：如果我们的本地仓库和远端仓库内容不一致，推送方就无法推送。
比如张三提交了自己的代码code1，这时候李四去提交代码是无法推送的，因为李四的本地git仓库并没有张三的代码，这时候就要求李四必须和远端仓库进行同步才可以提交。下一次张三要提交代码，张三的本地git仓库和远端仓库又不一样了，就要求张三必须去同步。
总结：多人开发的时候我们通过限制提交的方式，保证服务端，尽量都是最新的，如果不是最新的，允许client提交，其他client就必须同步的方式进行多人协同开发！每个人要提交，必须先和远端保持一致，增量式的提交。
细节1：什么是仓库？仓库就是特定的目录。
细节2：git本身除了版本控制，也提供网络功能。
细节3：本地仓库和远端仓库没有本质区别。本地git服务和远端git服务没有本质区别。
细节4：git是一个去中心化的版本控制策略。
什么是去中心化呢？
举个例子：推送方要推送自己的代码，前提是必须要和远端仓库保持一致，否则就必须要进行同步。如果有一天远端仓库不在了呢，那么你的数据依然存在于自己的本地仓库中，并不会受到远端仓库的影响，这就叫做去中心化。
3. git操作
//安装git
yum install -y git(centos)
apt install -y git(ubuntu)
在Github上创建项目
//克隆远端仓库
git clone pathname
什么是克隆？克隆就是将远端仓库里面的文件拷贝到本地仓库。
但是我们会发现，克隆下来的仓库内容多了一个.git，这个.git是什么呢？.git就是本地仓库。
这个就叫做当前工作区，我们写的代码就是在这里。
git add .将所有新增的内容提交到.git里
git commit -m将新增的内容提交到本地仓库
git push本地仓库与远端仓库进行同步
git add . 和 git commit -m 是将文件提交到本地仓库里，git push将本地仓库里的内容提交到远端仓库，同时需要输入用户名和密码。
在.git里面有一个文件index需要注意，它是干什么的呢？在本地仓库里还有一个暂存区，就是index。git add .就是将文件提交到暂存区里的。那么这个暂存区有什么用呢？它就是为了人们后悔用的。git commit -m才是将暂存区里的提交到本地仓库。
那么，这个.gitignore这个文件是用来干什么的呢？git主要是为了做源文件，头文件，文档等的托管，它不需要临时文件，.gitignore就是为了过滤掉这些临时文件。我们可以证明一下。
可以看到，并不是所有的文件都提交到了远端仓库。这些命令是将文件提交到仓库了吗？在当前工作区创建文件，添加内容，删除内容，修改内容，这些都是文件的修改记录，本质是当前工作区内文件的变化。提交的本质是提交你的历史修改操作。
git log//查看提交历史
git pull//拉取远程更新
git status//查看工作区状态
四、调试器gdb/cgdb
1. gdb
gdb/cgdb是用来调试的工具。就像vs也可以用来调试。
既然gdb/cgdb是用来调试的工具，那么这里调试为何会失败呢？vs编译有两个版本，Debug，Release。那么这两个有什么区别呢？Debug版本是给程序员使用的，它里面添加了调试信息，而Release是给用户，测试人员用的，不添加调试信息，是无法调试的。linux默认是以release版本发布的，没有调试信息，所以会失败。
问题1：你怎么知道linux是以release版本发布的？
问题2：怎么才能以debug版本发布？
gcc filename -o xxx -g//以debug版本发布
通过对比，可以发现code1的大小比code大，这是为什么呢？因为code1里面添加了调试信息。我们可以来证明一下。
接下来就可以进行调试了。
gdb会自动记录历史命令。用gdb调试，默认是看不到代码的，还需要手动去解决，体验很不好。所以接下来就看cgdb。
2. cgdb
调试的本质是在干什么呢？答案是：定位问题。
接下来，就来学习cgdb吧。
list/l + 行号------从指定行号查看代码
list/l 函数名
list/l 文件名:行号
. b + 行号 / b + 文件名:函数名 用来打断点
. info b 用来查看断点信息
可以看到，断点编号是线性递增的。
. delete/d + 断点编号 删除断点
. delete/d + breakpoints 删除所有断点
细节1：gdb启动调试的时候只是开启了gdb，被调试的程序并没有运行起来。
细节2：r/run，表示的是在gdb的场景中，启动我们自己的程序。
细节3：在没有断点的情况下，r/run就是让我们的程序直接运行结束。
细节4：断点的本质功能是让我们的程序。运行到指定的行进行暂停。
. n/next 逐过程，不进入函数内部
可以看到，并没有进入Sum函数里面去。
. s/step 单步执行，进入函数内部
在vs中，我们还可以在监视窗口查看变量值，地址。那在cgdb上是否也可以呢？
. p + (&)变量名
可以看到，确实可以查看变量值及地址。但是它只会显示一次，这不符合我们的要求。所以有了接下来的一条命令。
. display + 变量名 跟踪显示指定变量的值
. undisplay + 编号 取消对指定编号的变量的跟踪显示
. until + 行号 跳转到指定的行号
. c/continue 从当前位置开始连续执行程序，直到运行结束或者运行到下一个断点处。
. finish 执行到当前函数返回，然后停止。
. bt/backtrance 查看堆栈调用信息
. info local 查看当前栈帧的局部变量值
. info i 查看当前正在debug的程序信息
. disable + 断点编号 禁用断点
disable breakpoints 禁用所有断点
应用场景：当你程序出现bug时，这时候你要去打断点进行调试，找到问题之后取消断点，修改问题，但是结果不对，这时候你就要重新打断点，有可能你就忘记了之前断点的位置。所以禁用断点的目的是为了保留调试痕迹。
. enable + 断点编号 启用断点
enable breakpoints 启用所有断点
3. 调试技巧
. 查找bug时可以采用二分查找，快速定位问题。
. watch 执行时监视一个表达式的值，如果监视的表达式在程序运行期间值发生变化，GDB会暂停程序的执行，并通知使用者。
应用场景：如果有一些变量不应该被修改，但是你怀疑它修改导致的问题，你可以watch它。
. set var 更改指定变量的值。确定问题原因。
比如说：你怀疑是因为某个变量而导致程序出错，你可以在调试的时候直接更改它的值，进而确定是否是因为它的原因。
你求的是1到100的和，但是结果确实0。你就可以用set var来确定问题原因。
. 条件断点
添加条件断点
给已存在的断点添加条件
