本次课程适合的对象：

• Linux零基础，想了解最常用的高频Linux命令的小伙伴

• 只会在Windows开发C/C++，需要转Linux开发的小伙伴

• 想深入了解并掌握GCC编译器编译语法和规则的小伙伴

• 想深入了解并掌握GDB调试器命令行调试的小伙伴

• 想学习使用CMake构建C/C++工程的小伙伴

• 想学习Linux下使用VSCode进行C/C++开发的小伙伴

系统环境：Ubuntu18.04 LTS 虚拟机

开发语言：C++

开发IDE ：VSCode

第一讲：

• Linux是开源的操作系统

• 单用户：一个用户，在登录计算机（操作系统），只能允许同时登录一个用户；

• 单任务：一个任务，允许用户同时进行的操作任务数量；

• 多用户：多个用户，在登录计算机（操作系统），允许同时登录多个用户进行操作；

• 多任务：多个任务，允许用户同时进行多个操作任务；

• 创建文件、编辑文件、保存文件、关闭文件、重命名文件、删除文件、恢复文件。

1.1 目录结构

• Bin：全称binary，含义是二进制。该目录中存储的都是一些二进制文件，文件都是可以被运行的。

• Dev：该目录中主要存放的是外接设备，例如盘、其他的光盘等。在其中的外接设备是不能直接被使用的，需要挂载（类似window下的分配盘符）。

• Etc：该目录主要存储一些配置文件。

• Home：表示“家”，表示除了root用户以外其他用户的家目录，类似于windows下的User/用户目录。

• Proc：全称process，表示进程，该目录中存储的是Linux运行时候的进程。

• Root：该目录是root用户自己的家目录。

• Sbin：全称super binary，该目录也是存储一些可以被执行的二进制文件，但是必须得有super权限的用户才能执行。

• Tmp：表示“临时”的，当系统运行时候产生的临时文件会在这个目录存着。

• Usr：存放的是用户自己安装的软件。类似于windows下的program files。

• Var：存放的程序/系统的日志文件的目录。

• Mnt：当外接设备需要挂载的时候，就需要挂载到mnt目录下。

1.2 指令与选项

• 指令含义：

• Linux的指令是指在Linux终端（命令行）中输入的内容。

• 指令格式：
• 完整指令的标准格式：命令（空格） [选项]（空格） [操作对象]
• 选项和操作对象都可以没有，也可以是多个

1.3 重要指令讲解 +【实战】命令行演练

• pwd - Print current working directory
• 作用：打印当前终端所在的目录
• 用法： pwd

• ls - List directory contents
• 作用：列出当前工作目录下的所有文件/文件夹的名称
• 用法1：ls
含义：列出当前工作目录下的文件/文件夹的名称
• 用法2：ls [路径]
含义：列出指定路径下的所有文件/文件夹的名称
• 绝对路径：相对根目录的路径；
• 相对路径：相对当前目录的路径；
• 用法3：ls [选项] [路径]
含义：在列出指定路径下的文件/文件夹的名称，并以指定的格式进行显示。

• cd - change directory
• 作用：切换当前的工作目录
• 用法1：cd ； cd ~
• 用法2：cd [相对路径]
• 用法3：cd [绝对路径]

• mkdir - make directories
• 作用：创建目录
• 用法1：mkdir 路径
• 用法2：mkdir -p 路径
含义：一次性创建多层不存在的目录
• 用法3：mkdir 路径1 [路径2] [路径3]
含义：一次性创建多个目录

• touch - change file timestamps
• 作用：创建新文件
• 用法1：touch [路径]
• 用法2：touch [路径1] [路径2]

• rm - remove files or directories
• 作用：删除文件/目录
• 用法1：rm [选项] 需要移除的文件路径
• 用法2：rm [选项] 需要移除的目录

• cp - copy files and directories
• 作用：复制文件/文件夹到指定的位置
• 用法1：cp [被复制的文件路径] [文件被复制到的路径]
• 用法2：cp -r [被复制的文件夹路径] [文件夹被复制到的路径]*
含义：-r 表示递归复制，复制文件夹的时候需要加 -r
• 用法3：mkdir [路径1] [路径2] [路径3]
含义：一次性创建多个目录

• mv - move (rename) files
• 作用：移动文件到新的位置，或者重命名文件
• 用法：mv [需要移动的文件路径] [需要保存的位置路径]

• man - an interface to the system reference manuals
• 作用：包含了Linux中全部命令手册
• 用法：man [命令]
• 含义：查看命令使用手册，按 q 退出

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• reboot - reboot the machine
• 作用：重启linux系统
• 用法：reboot

• shutdown - power-off the machine
• 作用：关机
• 用法：shut -h [时间]

1.4 文件编辑

• Vim [file]
• 所有的 Linux系统都会内建 Vi/Vim编辑器，其他的编辑器则不一定会存在
• Vim是所有Unix及Linux系统下标准的编辑器
• Vim 具有程序开发的能力，也可以用来对文件进行简单的编辑
Vim具有“编辑器之神”的称号，学会Vim便可在Linux的世界里畅行无阻，尤其是在终端中。
👇Vim操作终极图片👇

• gedit [file]
• Linux 下的一个纯文本编辑器
• 可以根据不同的语言高亮显现关键字和标识符。

• nano [file]
• nano 是一个小巧的文本编辑器
• 它比vi/vim要简单得多，比较适合Linux初学者使用。
• 某些Linux发行版的默认编辑器就是nano。

第二讲：开发环境搭建

2.1 编译器，调试器安装

• 安装GCC，GDB

• 安装成功确认

2.2 CMake安装

• 安装cmake

• 安装成功确认

第三讲：GCC编译器

1. GCC 编译器支持编译 Go、Objective-C，Objective-C ++，Fortran，Ada，D 和 BRIG（HSAIL）等程序；

2. Linux 开发C/C++ 一定要熟悉 GCC

3. VSCode是通过调用GCC编译器来实现C/C++的编译工作的；

• 使用 gcc 指令编译 C 代码

• 使用 g++指令编译 C++ 代码

3.1 编译过程

1. 预处理-Pre-Processing //.i文件

1. 编译-Compiling // .s文件

1. 汇编-Assembling // .o文件

1. 链接-Linking // bin文件

3.2 g++重要编译参数

1. g 编译带调试信息的可执行文件

1. O[n] 优化源代码

1. l 和 -L 指定库文件 | 指定库文件路径

1. I 指定头文件搜索目录

1. Wall 打印警告信息

1. w 关闭警告信息

1. std=c++11 设置编译标准

1. o 指定输出文件名

1. D 定义宏

3.3 【实战】g++命令行编译

3.3.1 直接编译

3.3.2 生成库文件并编译

3.3.3 运行可执行文件

第四讲：GDB调试器

• GDB(GNU Debugger)是一个用来调试C/C++程序的功能强大的调试器，是Linux系统开发C/C++最常用的调试器

• 程序员可以使用GDB来跟踪程序中的错误，从而减少程序员的工作量。

• Linux 开发C/C++ 一定要熟悉 GDB

• VSCode是通过调用GDB调试器来实现C/C++的调试工作的；

Windows 系统中，常见的集成开发环境（IDE），如 VS、VC等，它们内部已经嵌套了相应的调试器

• 设置断点(断点可以是条件表达式)

• 使程序在指定的代码行上暂停执行，便于观察

• 单步执行程序，便于调试

• 查看程序中变量值的变化

• 动态改变程序的执行环境

• 分析崩溃程序产生的core文件

4.1 常用调试命令参数

Tips:

1. 编译程序时需要加上-g，之后才能用gdb进行调试：gcc -g main.c -o main

2. 回车键：重复上一命令

4.2 【实战】命令行调试

第五讲：IDE - VSCode

5.1 界面介绍

1. 侧边栏

2. 菜单栏

3. 编辑区

4. 状态栏

5.2 插件安装

• C/C++

• CMake

• CMake Tools

5.3 快捷键

• 直接输入文件名，跳转到文件

• ? 列出当前可执行的动作

• ! 显示 Errors或 Warnings，也可以 Ctrl+Shift+M

• : 跳转到行数，也可以 Ctrl+G 直接进入

• @ 跳转到 symbol（搜索变量或者函数），也可以 Ctrl+Shift+O 直接进入

• @ 根据分类跳转 symbol，查找属性或函数，也可以 Ctrl+Shift+O 后输入:进入

• # 根据名字查找 symbol，也可以 Ctrl+T

1. 打开一个新窗口： Ctrl+Shift+N

2. 关闭窗口： Ctrl+Shift+W

3. 同时打开多个编辑器（查看多个文件）

4. 新建文件 Ctrl+N

5. 文件之间切换 Ctrl+Tab

6. 切出一个新的编辑器（最多 3 个） Ctrl+\，也可以按住 Ctrl 鼠标点击 Explorer 里的文件名

7. 左中右 3 个编辑器的快捷键 Ctrl+1 Ctrl+2 Ctrl+3

8. 3 个编辑器之间循环切换 Ctrl+

9. 编辑器换位置， Ctrl+k然后按 Left或 Right

1. 代码行缩进 Ctrl+[ 、 Ctrl+]

2. Ctrl+C 、 Ctrl+V 复制或剪切当前行/当前选中内容

3. 代码格式化： Shift+Alt+F，或 Ctrl+Shift+P 后输入 format code

4. 上下移动一行： Alt+Up 或 Alt+Down

5. 向上向下复制一行： Shift+Alt+Up 或 Shift+Alt+Down

6. 在当前行下边插入一行 Ctrl+Enter

7. 在当前行上方插入一行 Ctrl+Shift+Enter

1. 移动到行首： Home

2. 移动到行尾： End

3. 移动到文件结尾： Ctrl+End

4. 移动到文件开头： Ctrl+Home

5. 移动到定义处： F12

6. 定义处缩略图：只看一眼而不跳转过去 Alt+F12

7. 移动到后半个括号： Ctrl+Shift+]

8. 选择从光标到行尾： Shift+End

9. 选择从行首到光标处： Shift+Home

10. 删除光标右侧的所有字： Ctrl+Delete

11. 扩展/缩小选取范围： Shift+Alt+Left 和 Shift+Alt+Right

12. 多行编辑(列编辑)：Alt+Shift+鼠标左键，Ctrl+Alt+Down/Up

13. 同时选中所有匹配： Ctrl+Shift+L

14. Ctrl+D 下一个匹配的也被选中 (在 sublime 中是删除当前行，后面自定义快键键中，设置与 Ctrl+Shift+K 互换了)

15. 回退上一个光标操作： Ctrl+U

1. 找到所有的引用： Shift+F12

2. 同时修改本文件中所有匹配的： Ctrl+F12

3. 重命名：比如要修改一个方法名，可以选中后按 F2，输入新的名字，回车，会发现所有的文件都修改了

4. 跳转到下一个 Error 或 Warning：当有多个错误时可以按 F8 逐个跳转

5. 查看 diff： 在 explorer 里选择文件右键 Set file to compare，然后需要对比的文件上右键选择 Compare with file_name_you_chose

1. 查找 Ctrl+F

2. 查找替换 Ctrl+H

3. 整个文件夹中查找 Ctrl+Shift+F

1. 全屏：F11

2. zoomIn/zoomOut：Ctrl +/-

3. 侧边栏显/隐：Ctrl+B

4. 显示资源管理器 Ctrl+Shift+E

5. 显示搜索 Ctrl+Shift+F

6. 显示 Git Ctrl+Shift+G

7. 显示 Debug Ctrl+Shift+D

8. 显示 Output Ctrl+Shift+U

5.4【实战】2个小项目

• 项目1：Hello world

• 项目2：Swap with class

5.4.1 高频使用技巧

• 左右分屏

• 固定打开的文件

• 格式化代码

• Rename Symbol

• 显示minimap

• 侧边栏查看OUTLINE

• 全屏

• 关闭多个打开的文件

5.4.2 代码编写

5.4.3 编译并运行

第六讲：CMake

• CMake是一个跨平台的安装编译工具，可以用简单的语句来描述所有平台的安装(编译过程)。

• CMake可以说已经成为大部分C++开源项目标配

6.1 Cross-platform development

6.2 语法特性介绍

• 基本语法格式：指令(参数 1 参数 2...)
• 参数使用括弧括起
• 参数之间使用空格或分号分开

• 指令是大小写无关的，参数和变量是大小写相关的

• 变量使用${}方式取值，但是在 IF 控制语句中是直接使用变量名

6.3 重要指令和CMake常用变量

6.3.1 重要指令

• cmake_minimum_required 指定CMake的最小版本要求
• 语法： cmake_minimum_required(VERSION versionNumber [FATAL_ERROR])

• project 定义工程名称，并可指定工程支持的语言
• 语法： project(projectname [CXX] [C] [Java])

• set 显式的定义变量
• 语法：set(VAR [VALUE] [CACHE TYPE DOCSTRING [FORCE]])

• include_directories 向工程添加多个特定的头文件搜索路径 --->相当于指定g++编译器的-I参数
• 语法： include_directories([AFTER|BEFORE] [SYSTEM] dir1 dir2 ...)

• link_directories 向工程添加多个特定的库文件搜索路径 --->相当于指定g++编译器的-L参数
• 语法： link_directories(dir1 dir2 ...)

• add_library 生成库文件
• 语法： add_library(libname [SHARED|STATIC|MODULE] [EXCLUDE_FROM_ALL] source1 source2 ... sourceN)

• add_compile_options 添加编译参数
• 语法：add_compile_options(<option> ...)

• add_executable 生成可执行文件
• 语法：add_executable(exename source1 source2 ... sourceN)

• target_link_libraries 为 target 添加需要链接的共享库 -->相同于指定g++编译器-l参数
• 语法： target_link_libraries(target library1<debug | optimized> library2...)

• add_subdirectory 向当前工程添加存放源文件的子目录，并可以指定中间二进制和目标二进制存放的位置
• 语法： add_subdirectory(source_dir [binary_dir] [EXCLUDE_FROM_ALL])

• aux_source_directory 发现一个目录下所有的源代码文件并将列表存储在一个变量中，这个指令临时被用来自动构建源文件列表
• 语法： aux_source_directory(dir VARIABLE)

6.3.2 CMake常用变量

• CMAKE_C_FLAGS gcc编译选项

• CMAKE_CXX_FLAGS g++编译选项

• CMAKE_BUILD_TYPE 编译类型(Debug, Release)

• CMAKE_BINARY_DIR
PROJECT_BINARY_DIR
<projectname>_BINARY_DIR

这三个变量指代的内容是一致的。如果是 in source build，指的就是工程顶层目录。如果是 out-of-source 编译,指的是工程编译发生的目录。PROJECT_BINARY_DIR 跟其他指令稍有区别，不过现在，你可以理解为他们是一致的。

• CMAKE_SOURCE_DIR
PROJECT_SOURCE_DIR<projectname>_SOURCE_DIR

这三个变量指代的内容是一致的,不论采用何种编译方式,都是工程顶层目录。也就是在 in source build时,他跟 CMAKE_BINARY_DIR 等变量一致。PROJECT_SOURCE_DIR 跟其他指令稍有区别,现在,你可以理解为他们是一致的。

• CMAKE_C_COMPILER：指定C编译器

• CMAKE_CXX_COMPILER：指定C++编译器

• EXECUTABLE_OUTPUT_PATH：可执行文件输出的存放路径

• LIBRARY_OUTPUT_PATH：库文件输出的存放路径

6.4 CMake编译工程

1. 包含源文件的子文件夹包含CMakeLists.txt文件，主目录的CMakeLists.txt通过add_subdirectory添加子目录即可；

2. 包含源文件的子文件夹未包含CMakeLists.txt文件，子目录编译规则体现在主目录的CMakeLists.txt中；

6.4.1 编译流程

• 手动编写 CMakeLists.txt。

• 执行命令 cmake PATH生成 Makefile ( PATH 是顶层CMakeLists.txt 所在的目录 )。

• 执行命令make 进行编译。

6.4.2 两种构建方式

• 内部构建(in-source build)：不推荐使用
内部构建会在同级目录下产生一大堆中间文件，这些中间文件并不是我们最终所需要的，和工程源文件放在一起会显得杂乱无章。

• 外部构建(out-of-source build)：推荐使用
将编译输出文件与源文件放到不同目录中

6.5 【实战】CMake代码实践

6.5.1 最小CMake工程

6.5.2 多目录工程 - 直接编译

6.5.3 多目录工程 - 生成库编译

第七讲：【实战】使用VSCode进行完整项目开发

案例名称：士兵突击

需求列表：

1. 士兵 许三多 有一把枪，叫做 AK47

2. 士兵 可以 开火

3. 士兵 可以 给枪装填子弹

4. 枪 能够 发射 子弹

5. 枪 能够 装填子弹 —— 增加子弹数量

开发过程：

• 开发枪类

• 开发士兵类

7.1 合理设置项目目录

7.2 编写项目源文件

7.3 编写CMakeLists.txt构建项目编译规则

7.4 使用外部构建，手动编译CMake项目

7.5 配置VSCode的json文件并调试项目