Linux静态库、动态库、环境变量表

程序员必备技能：
一门编程语言：C语言、C++
数据结构与算法：表、树、图 查找、排序 STL
操作系统：Linux操作系统（学习操作系统的运行机制、管理规则）
网络通信：TCP/IP协议（Socket技术、TCP、UDP、FTP…协议）
数据库：MySQL
界面设计：Qt

课程内容：
系统介绍
内存管理
文件管理
信号处理
进程管理
进程通信
线程管理
线程同步
网络通信

UNIX系统介绍：
最早版本于1970~1973诞生于美国贝尔实验室，作者是丹尼斯.里奇和肯.汤姆逊
是最早的多用户、多任务、支持多种CPU架构、高安全性、高稳定性、高可靠性
能够构建大型关键性业务系统的商用服务器、也能够支持嵌入式设备

Minix操作系统是一种基于微内核架构的类UNIX计算机操作系统，并开放全部
源代码给大学教学和研究工作，Linux之父林纳斯正是受到Minix的启发，才
开发了第一个版本的Linux内核

Linux系统介绍：
Linux，全称GNU/Linux，是一种免费使用和自由传播的类UNIX操作系统，
其内核由林纳斯.托瓦兹于1991年首次发布。
它主要受到Minux和UNIX思想的启发，是一个基于POSIX的多用户、多任务
、支持多线程和多CPU的操作系统。
它能运行主要的Unix工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位
硬件Linux继承了Unix以网络位核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户
网络操作系统

相关只是：
    Linux的标准：小企鹅，因为企鹅是南极洲标志性动物，目前南极是没有
    任何国家占用，是属于全人类的
    GNU组织：通用的非商业类UNIX操作系统目前世界上最大的开源组织，
    负责Linux内核源码的升级维护

    GPL通用许可证：在带有GPL证书的代码的基础上开发出来的任何的软件，
    都必须支持GPL证书

    POSIX：可移植操作系统接口规范，UNIX和Linux都是基本遵循该标准的，
    所有它们的命令、API接口基本都是通用的

    发行版：Linux只是内核，内核+Shell+基础软件 才是用户可用的操作系统
        其他公司可以根据Linux内核制作出不同版本的Linux发行版系统
        Ubuntu、CentOS、redhet、debian、deepin

GUN编译工具：
多样性：
支持各种编程语言、支持各种操作系统
gcc -v 查看版本信息
构建过程：
预处理 gcc -E code.c -o code.i
编译 gcc -S code.i ->code.s
汇编 gcc -c code.s ->code.o
链接 gcc a.o b.o c.o … ->a.out
编译参数：
-E 只进行预处理
-S 编译，得到汇编文件
-c 只编译不链接 得到目标文件
-o 指定输出结果名字
-std 设置编译语法标志 -std=gnu99
-g 生成调试信息 用于gdb调试
-Wall 尽可能多产生警告
-Werror 把警告当作错误处理
-L 设置库文件的查找路径
-I 设置头文件的查找路径 -Ipath
-l 指定要加载的库文件的名字 -lm
-pedantic 与-ansi此结合使用，这告诉编译器严格遵守ANSI
标准，拒绝任何不符合的代码

预处理指令：
    #include <>/""  包含头文件
    #define 宏名    定义宏变量、宏函数
    #ifndef 宏名    宏名不存在条件为真
    #ifndef 宏名    宏名存在条件为真 
    #undef  宏名    删除宏
    #if/#elif/#else/#endif  条件编译

    #error "提示语" 提示错误，并阻止生成可执行文件，一般与条件
    编译配合
    #warning "提示语" 提示警告
    #line   设置行号 设置错误、警告提示的行号

    #pragma pack（1/2/4）修改对齐补齐的最大字节数
    #pragma once    相当于头文件卫士
    #pragma GCC dependency "file.h" 监控文件，如果被监控的文件修改
    时间在当前文件之后，就会产生警告
    #pragma GCC poison key  设置关键字key为毒药，禁止在代码中使用key

库：
库文件就是目标文件的集合，可以被其他代码调用的，把代码封装编译成库文件
是为了方便使用、方便管理、安全性高、保密性强
静态库：
以.a结尾
就是目标文件的集合，调用静态库时就是把静态库中的二进制指令拷贝到
可执行文件中
优点：运行速度比共享库快，可执行文件运行时不需要依赖静态库文件
缺点：可执行文件相对较大，当静态库修改后，可执行文件就需要重新编译
共享库：（动态库）
以.so结尾
相当于带入口的可执行文件，当运行程序时，会把共享库一起加载到
内存中，调用共享库函数，函数名就是记录了它在共享库中的位置
本质上是跳转到共享库中对应的位置执行
优点：可执行文件相对较小，当共享库修改后，可执行文件不需要重新编译
缺点：运行速度比静态库慢，可执行文件运行时需要依赖共享库文件

静态库：
制作静态库：
1、编译出目标文件
gcc -c code.c
2、打包目标文件生成静态文件
ar -r libname.a aa.o bb.o cc.o…
注意：静态库文件名字前缀（lib）、后缀（.a）不能改变
使用静态库：
1、直接使用
gcc code.c libname.a
2、指定库文件的查找位置
-L指定库的路径 -l指定库名（去掉前缀和后缀的name）
gcc code.c -L /path -l name
3、通过设置环境变量指定库的默认查找路径 + -lanme
打开操作系统配置文件：
vim ~/.bashrc
在文件末尾追加：
export LIBRARY_PATH=$LIBRARY_PATH:/path
保存退出重新加载配置文件：
source ~/.bashrc
然后可以把静态库文件libname.a放入/path中
使用：gcc code.c lname

共享库：
制作共享库：
1、编译生成目标文件
gcc -fpic -c code.c
//-fpic 生成与位置无关
2、生成共享库
gcc -shared -fpic a.o b.o… -o libname.so

使用共享库：
    编译： 
    1、直接编译使用
        gcc code.c libname.so
        注意：只能编译成功，如果想要运行成功，还需要把共享库放入
        系统指定的共享库加载路径
    2、指定库文件的查找位置
        -L指定库的路径 -l指定库名（去掉前缀和后缀的name） 
        gcc code.c -L /path -l name
    3、通过设置环境变量指定库的默认查找路径 +   -lanme


    运行：
    运行可执行文件时，会去系统默认路径去加载共享库到内存中，
    因此可以通过设置环境变量增加系统加载共享库的加载路径
        vim ~/.bashrc 
        在末尾添加：
        export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/path
        保存退出重新加载 
        source ~/.bashrc

注意：编译时，如果同时存在同名的共享库与静态库，编译器会优先使用共享库
    加-static 编译参数，优先使用同名的静态库

作业：
    把常用的数据结构和算法封装到libdsa.so共享库中
        栈
        队列
        通用链表
        平衡二叉树
        顺序查找
        二分查找
        冒泡排序
        快速排序

静态库和共享库的辅助工具：
ldd 查看可执行程序依赖了哪些共享库
nm 查看可执行文件、目标文件、静态库、共享库中的符号列表
strip 减肥，删除可执行文件、目标文件、静态库、共享库的符号列表
（不影响正常功能）
objdump -S 显示可执行文件、目标文件、静态库、共享库反汇编信息

环境变量表：
每个程序执行操作系统都会分配一张环境变量表，该表中记录了操作系统所有的环境
变量，这些环境变量反映了操作系统的配置情况，以及程序所处于的操作系统环境
情况

声明 extern char** environ；就可以使用了
这个表可以随意修改，因为只是操作系统提供给程序的一个备份


char *getenv(const char *name); 
功能：获取一个环境变量的值

int setenv(const char *name, const char *value, int overwrite);
功能：修改环境变量的值、增加环境变量
name：环境变量名
value：环境变量的值
overwrite：当name存在时
    值为真则修改成value
    值为假则不修改
返回值：
    成功返回0，失败返回-1

int putenv（char *string）；
功能：以"name=value"格式修改或添加环境变量，如果已存在则修改，不存在则添加
返回值：
    成功返回0，失败返回-1

int unsetenv(const char *name);
功能：删除环境变量
返回值：
    成功返回0，失败返回-1

int clearenv(void)
功能：清空环境变量表

作业：
1、添加环境变量 HOME=xxxx
2、删除环境变量 LD_LIBRARY_PATH
3、给HOME追加一个路径
HOME=xxxx
HOME=xxxx：hhhh

错误处理：
1、通过函数的返回值表示错误
a、合法值表示成功、非法值表示失败
例如：计算大小、查找
b、指针类型的返回值NULL或者0xFFFFFFFF表示失败，其他表示成功
malloc mmap
c、返回0表示成功、-1表示失败，一般都是系统函数
d、永远成功 printf
2、修改全局的错误编号 errno 定义 <errno.h>中
void perror(const char *s);
功能：根据errno显示错误原因
char *strerror(int errnum);
功能：根据errnum，获取错误原因，记录到日志或者发送到网络去
注意：因为errno是一个全局变量，不能根据它的值就判断程序出错

作业2：
    1、实现一个函数计算文件的大小
    2、实现一个字符串子串查找函数   strstr
        如果找到则返回子串第一次出现的位置
        char* find_sub(const char* str,const char* sub)
    3、实现一个求平均值的函数
        avg（int n1，int n2）；