發(fā)布者：chinaitlab 日期： 2010-01-29 00:00:00
概述
就C＋＋開發(fā)工具而言，與Windows下微軟（VC， VS2005等）一統(tǒng)天下相比，Linux/Unix下C＋＋開發(fā)，可謂五花八門，各式各樣。Emacs, vi, eclipse, anjuta，kdevelop等層出不窮。
Windows下，開發(fā)工具多以集成開發(fā)環(huán)境IDE的形式展現(xiàn)給最終用戶。例如，VS2005集成了編輯器，宏匯編ml，C /C++編譯器cl，資源編譯器rc，調(diào)試器，文檔生成工具, nmake。它們以集成方式提供給最終用戶，對(duì)于初學(xué)者而言十分方便。但是，這種商業(yè)模式，直接導(dǎo)致用戶可定制性差，不利于自動(dòng)化，集成第三方工具的能力弱。例如，無法定制一些宏來處理一些重復(fù)操作；體會(huì)不到自動(dòng)化makefile一步到位快感；無法遠(yuǎn)程登錄到服務(wù)器上進(jìn)行開發(fā)；無法使用某種”粘合劑”來把第三方工具（例如，文本工具，字符串工具）有效地調(diào)用起來?？梢哉f，良好的商業(yè)支持和傻瓜式開發(fā)，是它們主要的優(yōu)點(diǎn)。
在linux下，開發(fā)工具被切割成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的小工具。各自處理不同的問題。例如，編輯器（emacs, vim)用來進(jìn)行編輯程序的，調(diào)試器（gdb)用來調(diào)試程序，編譯器（GCC）用來編譯和鏈接程序的，性能分析工具（gcov, gprof)用來優(yōu)化程序的，文檔生成器（doxygen）用來生成文檔的。同時(shí)，還有一些系統(tǒng)工具和系統(tǒng)知識(shí)，我們是很有必要了解的：程序自動(dòng)化機(jī)制 makefile，系統(tǒng)粘合劑shell，系統(tǒng)查找工具grep, locate, find。其它的工具（例如ctags， OCI公司的MPC等等），一旦熟練掌握，它們將成為你手中的利器。
本文主要是一些針對(duì)LINUX下開發(fā)工具使用的經(jīng)驗(yàn)之談。由于，工具品種繁多，我們沒有能力也沒有必要一一介紹。對(duì)于LINUX下IDE工具，例如 eclipse, anjuta等，它們雖然也很實(shí)用，但是使用起來比較簡單，而且目前還算不上主流。所以，它們將不被著重介紹。同時(shí)，本文也不打算寫成各個(gè)工具的操作手冊(cè)，只著眼于介紹各個(gè)工具的想要解決的問題、運(yùn)行機(jī)理和主要特性。
正文
編輯器
要進(jìn)行開發(fā)，第一件事情就是選擇一個(gè)合適的編輯器。編輯器選擇有幾個(gè)要素：
1）減少不必要的編輯動(dòng)作，減少編輯的時(shí)間。
一切能夠無二義性描述出來的編輯任務(wù)，都可以而且應(yīng)該能被自動(dòng)化。例如，每一個(gè)C＋＋程序都會(huì)有一個(gè)main函數(shù)；我們?cè)诙x.h文件時(shí)，都希望加入一些預(yù)處理指令＃define來幫我們解決重復(fù)引用同一個(gè)頭文件而帶來的麻煩。鼠標(biāo)操作總是比鍵盤操作要慢的。這方面EMACS做得可算是到了極致。所以， EMACS用戶經(jīng)常會(huì)吹噓：他們編輯的速度等同于他們思考的速度。
2）可擴(kuò)展性高。
程序員預(yù)期的編輯器應(yīng)該能提供一些編程的幫助，例如，語法高亮，自動(dòng)補(bǔ)齊，自動(dòng)排版，語法檢查等等。留心觀察一下gedit, vim, emacs, ultraEdit，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們提供的遠(yuǎn)不是windows 記事本，寫字板提供的那么簡陋的功能。對(duì)于一種新的語言，新的語法，它們應(yīng)該能很方便地提供支持，而不停留在一種或幾種固定的語言上。
3）用戶可定制性高。
如果想長期從事研發(fā)， 特別是linux/unix下研發(fā)的話，那么你很有必要學(xué)好一個(gè)功能足夠的編輯器。有這么一句話：Linux下程序員分為三種，使用emacs的，使用vi的，還有其它。
EMACS是Stallman用lisp語言寫的一個(gè)GPL的編輯器。我們這里所說的emacs指的是GNU emacs，而非Xemacs。由于它的開放性，我們可以把它打造成一個(gè)功能強(qiáng)大的IDE。我們?cè)诎惭b好CGYwin之后，也可以在Windows系統(tǒng)下使用 EMACS。CGYwin和MINGW是第三方寫的一個(gè)在Windows系統(tǒng)上模擬POSIX系統(tǒng)的工具。
EMACS與其說的是一個(gè)編輯器，倒不如說它是一個(gè)操作系統(tǒng)。我們可以用它來寫編程，寫wiki，收發(fā)郵件等等。EMACS主要是通過兩種方式來進(jìn)行擴(kuò)展：el腳本(elisp是lisp的一種方言）和第三方擴(kuò)展包。EMACS的入門成本很高。由于是純鍵盤操作，所以需要記憶大量的快捷鍵；功能強(qiáng)大是通過用戶添加一些擴(kuò)展包，lisp腳本來實(shí)現(xiàn)的。如何正確配置和修改是很需要耐心和技巧的。
編譯器
編譯器首選GCC（GNU COMPILER COLLECTION)。原因有兩個(gè)，它是GNU開源的，同時(shí)它對(duì)標(biāo)準(zhǔn)C++的支持度高達(dá)96.15%。而VC++6.0的支持度只有83.43%。 GCC不僅是通常意義上的C或C++的編譯器，它還可以編譯java等其它語言。gcc是gnu c的編譯器,g++是gnu c++的編譯器, 而EGCS(Enhanced GNU Compiler Suite)可以認(rèn)為是gcc的改進(jìn)版。
編譯語言從源程序到目標(biāo)代碼會(huì)經(jīng)過如下幾個(gè)階段：源程序－＞匯編程序－＞編譯成obj程序－>鏈接成最終可執(zhí)行程序。我們可以通過一條編譯指令來完成所有步驟。也可以分步執(zhí)行。gcc有三個(gè)重要選項(xiàng)-E(只進(jìn)行預(yù)處理), -S(生成匯編代碼), -g(生成帶原代碼調(diào)試符號(hào)的可執(zhí)行文件，如果想用gdb調(diào)試的話，就應(yīng)該在編譯時(shí)打開這個(gè)選項(xiàng)）。
GCC可以看作一個(gè)軟件包，除了編譯工具，它還集成了調(diào)試器gdb，性能分析工具gcov, gprof。只要我們裝好了GCC，這些強(qiáng)大工具就可以直接使用了。
通過gcov，我們可以查看一個(gè)程序，源代碼中每行代碼的運(yùn)行次數(shù)。我們優(yōu)化運(yùn)行次數(shù)最多的代碼，那么就可以大大優(yōu)化程序。使用gcov時(shí)，需要打開 GCC的fprofile-arcs和ftest-coverage兩個(gè)選項(xiàng)。gcov中常用的選項(xiàng)有-b分支統(tǒng)計(jì)信息。
通過gprof工具，我們可以查看函數(shù)之間的調(diào)用順序，及各個(gè)函數(shù)運(yùn)行的時(shí)間。我們可以將gprof理解為linux/unix自帶工具time的加強(qiáng)版。使用gprof時(shí)，需要打開GCC的pg選項(xiàng)。
gcov和 gprof的共同點(diǎn)是在編譯程序時(shí)，加入自己的一些輔助信息，由此來進(jìn)行程序診斷。除了，這些優(yōu)化手段，我們還可以使用一些內(nèi)存泄漏工具，來減少野指針，未釋放的內(nèi)存空間。
調(diào)試器
GDB即GNU的調(diào)試器，它是GCC附帶的一個(gè)性能優(yōu)質(zhì)的調(diào)試器。通過GDB和腳本結(jié)合，我們可以很好的實(shí)現(xiàn)回歸測(cè)試。
GDB可以運(yùn)行于CLI和GUI兩種模式。默認(rèn)GDB是CLI模式的，我們可以去下載和安裝GUI模式的GDB，例如xxgdb， ddd等。一個(gè)更好的方式是在 EMACS中使用GDB。GDB包括visual studio工具的所有調(diào)試功能，還包括它沒有的功能。它除了支持，我們一般的設(shè)置斷點(diǎn)，單步跟蹤，step in, step out, step over等，還有一些強(qiáng)大的功能。在gdb中，我們可以有以下幾種暫停方式：斷點(diǎn)（BreakPoint）、觀察點(diǎn)（WatchPoint）、捕捉點(diǎn)（CatchPoint）、信號(hào)（Signals）、線程停止（Thread Stops）。
下面列舉幾個(gè)讓我印象深刻的功能。1）通過 watch指令，可以讓程序在某個(gè)變量的值發(fā)生變化時(shí)，暫停下來。2）通過print指令，在程序運(yùn)行時(shí)，設(shè)置變量的值，運(yùn)行一個(gè)程序自身支持的一個(gè)方法。3）通過until指令，我們可以讓程序在運(yùn)行到某個(gè)程序時(shí)暫停下來。4）通過break.. if指令，使得程序在滿足某個(gè)bool表達(dá)式時(shí)，暫停下來。
粘合劑
我想通過“粘合劑”這個(gè)詞來表達(dá)將多個(gè)工具粘合起來的“膠水”。例如，通過shell腳本，我們可以把OS命令，sed指令，awk指令，其它腳本文件等串聯(lián)起來，發(fā)揮它們的合力。在linux C++編程中，我們不可避免地會(huì)使用makefile文件。通過，它我們可以把編譯指令，生成文檔操作，清除操作等等串聯(lián)起來。從某種意義上來看，它也相當(dāng)于一個(gè)粘合劑。
makefile的出發(fā)點(diǎn)是，維護(hù)好一個(gè)項(xiàng)目中眾多文件的依賴關(guān)系，由此得到一個(gè)源程序的拓?fù)鋱D。當(dāng)我們只修改圖中某個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí)，重新編譯時(shí)就只需要將拓?fù)鋱D中關(guān)聯(lián)的鏈路進(jìn)行編譯就好了。由此，大大縮短了編譯的時(shí)間。make有兩大概念：dependencies和rules。規(guī)則rule即針對(duì)每一個(gè)依賴關(guān)系 dependency定義一個(gè)操作規(guī)則。這個(gè)細(xì)粒度的分離，就可以使我們可以定制軟件構(gòu)建的行為。例如，修改使用的編譯器，修改includepath, 修改libpath, 修改編譯選項(xiàng)等等。我們常見的VC中的nmake，功能和make是類似的。
make使用的重點(diǎn)和難點(diǎn)是編寫Makefile文件。Makefile的語法相對(duì)其它語言來說是很不一樣的，我們要特別注意TAB鍵和空格鍵的區(qū)別。有很多工具可以用來幫助我們生成Makefile。最出名的就是GNU的autoconf了。一個(gè)GNU程序的編寫，需要autoscan, aclocal, autoconf, automake這四個(gè)工具。
我們知道GNU軟件安裝的三步曲是：./configure, make, make install。其中./configure就是根據(jù)autoconf, alocal等工具生成一個(gè)makefile文件。make指令就是調(diào)用make指令來根據(jù)makefile文件的規(guī)則來編譯源程序。而make install就是執(zhí)行makefile中的install規(guī)則指出的操作（一般是copy操作）。而make clean就是執(zhí)行makefile中的clean規(guī)則指出的操作（一般是rm操作）。我們用Eclispe+CDT開發(fā)Managed C++ Project時(shí)，它就是通過objects.mk,subdir.mk,sources.mk三個(gè)文件來生成Makefile。我們注意觀察編譯時(shí)的輸出信息，就可以看到顯示的Makefile文件的內(nèi)容。
可以說，如果想編譯出跨平臺(tái)的C＋＋程序，那么makefile是一種最方便的機(jī)制。
OCI公司為Douglas C.Schmidt的ACE，TAO開源社區(qū)編寫了一段偉大的perl腳本－－MPC。它由平臺(tái)信息，一個(gè)規(guī)則文件，源代碼，生成用戶想要的工程文件，例如Make, Nmake, Visual C++ 6, Visual C++ 7等等。Google Web Tookit, Celtix做的事情與之類似，不過它們是針對(duì)JAVA的，而MPC是針對(duì)C＋＋的。
結(jié)束語
國內(nèi)資料太多的低層次的重復(fù)，經(jīng)常是一個(gè)網(wǎng)頁被多次轉(zhuǎn)載，而且回答問題時(shí)深度不夠。個(gè)人找資料的順序是：查看quick start或how to文檔－＞自帶的幫助（如果看起來不太吃力話）－＞百度查一下中文網(wǎng)頁，來理清一下基本概念－＞google查一下－＞幾個(gè)大的，相關(guān)的網(wǎng)站查下資料－＞看自帶幫助。再者，面對(duì)面的交流是十分重要的，大家可以相互理一下概念，交流一下心得?？上?，我身邊這種氛圍還是不夠。
Linux下開發(fā)還可以更友好一些。個(gè)人感覺， linux開發(fā)要在國內(nèi)普通程序員中大規(guī)模普及，還有一段很長的路要走。ubuntu火爆的主要原因，就是它幫用戶搭好一些默認(rèn)配置。用戶如果想新加一些服務(wù)，它們提供了良好，有效地支持。所以，我想我們可以在IDE和現(xiàn)在linux這種一個(gè)個(gè)小部件的這兩種狀態(tài)之間，取一個(gè)折衷。也就是針對(duì)幾種主要需求的用戶，發(fā)布一些配置好的環(huán)境。尤其是emacs的各種el腳本（例如界面主題的color-theme， C/C++語言編輯策略，代碼樣式設(shè)置腳本，各種emacs系統(tǒng)設(shè)置）， 第三方擴(kuò)展包（模板template, 編程支持包c(diǎn)edet等）。每一個(gè)用戶浪費(fèi)時(shí)間來進(jìn)行這些配置是十分沒有意義的！工具始終只是工具，我們不能淪為工具的奴隸，不能把一大部分精力浪費(fèi)在配置工具上。
值得注意的是現(xiàn)在方興未艾的eclipse有向這方面邁進(jìn)的趨勢(shì)。但是，現(xiàn)在emacs已經(jīng)做得很好了，ecilpse能否超越它，我們還有待觀察。我們可以通過在eclipse上安裝SDT插件來進(jìn)行C++開發(fā)。但是，它目前還不支持調(diào)試功能，而且不太穩(wěn)定，功能不夠強(qiáng)。例如，有時(shí)會(huì)無故死掉；如果想通過eclipse來轉(zhuǎn)向函數(shù)原型的話，那么迎接你的將是一個(gè)漫長、焦急的等待。
由于本人缺少在linux下進(jìn)行實(shí)際大規(guī)模程序的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)很多工具和機(jī)制的理解還比較膚淺。對(duì)它們的熟悉程度離真正實(shí)用，還有一段很長的路要走。
