linux軟件工程師(C語言)實(shí)用教程 第2章.ppt

1、第 2 章,文件分割和多文件編譯,2,本章重點(diǎn),函數(shù)編寫與函數(shù)參數(shù)的傳遞 多文件系統(tǒng) 多文件系統(tǒng)中使用make 使用autotools,3,2.1 函數(shù),函數(shù)指功能相對(duì)獨(dú)立，由一系列語句組成的模塊，它的目的有： 當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)大型程序時(shí)，如果能夠?qū)⑦@個(gè)程序依照功能，將其分割成較小的功能，然后依據(jù)這些小功能的要求編寫函數(shù)，可以使程序簡(jiǎn)單化，同時(shí)也會(huì)使最后檢查錯(cuò)誤變得容易。 在一個(gè)程序中，會(huì)產(chǎn)生指令重復(fù)使用多次的問題，將這些重復(fù)使用的指令編寫成一個(gè)函數(shù)，需要時(shí)加以調(diào)用，可以提高編程效率，也可以使程序精簡(jiǎn)。,4,2.1.1 函數(shù)簡(jiǎn)介,C語言函數(shù)可分為庫函數(shù)和用戶定義函數(shù)： 庫函數(shù)：由C系統(tǒng)提供，用戶無須

2、定義，也不必在程序中作類型說明，只需在程序前包含有該函數(shù)原型的頭文件即可在程序中直接調(diào)用。 用戶自定義函數(shù)：由用戶按需要編寫的函數(shù)。對(duì)于用戶自定義函數(shù)， 不僅要在程序中定義函數(shù)本身， 在很多情況下還必須對(duì)該函數(shù)進(jìn)行原型說明，然后才能使用。,5,2.1.1 函數(shù)簡(jiǎn)介,例2-1：設(shè)計(jì)一個(gè)程序，要求在屏幕上打印輸出五行“Linux程序設(shè)計(jì)，有點(diǎn)意思！”的字符串。 步驟 1:編輯源程序代碼；,步驟 2:用gcc編譯程序 rootlocalhost root#gcc 2-1.c o 2-1 步驟 3:運(yùn)行程序 rootlocalhost root#./2-1,6,2.1.1 函數(shù)簡(jiǎn)介,在c語言中，所有的

3、函數(shù)定義都是平行的。即在一個(gè)函數(shù)的函數(shù)體內(nèi)， 不能再定義另一個(gè)函數(shù)， 。但是函數(shù)之間允許相互調(diào)用，也允許嵌套調(diào)用。 習(xí)慣上把調(diào)用者稱為主調(diào)函數(shù)。 函數(shù)還可以自己調(diào)用自己，稱為遞歸調(diào)用。 函數(shù)的一般形式： 函數(shù)類型 函數(shù)名(形參類型：形式參數(shù)1，形參類型：形式參數(shù)2，) 類型說明; 語句; ,7,2.1.2 返回值,函數(shù)調(diào)用時(shí)，主調(diào)函數(shù)把實(shí)參的值傳送給被調(diào)函數(shù)的形參，從而實(shí)現(xiàn)主調(diào)函數(shù)向被調(diào)函數(shù)的數(shù)據(jù)傳送。 函數(shù)調(diào)用中數(shù)據(jù)傳送是單向的。 即只能把實(shí)參的值傳送給形參，而不能把形參的值反向地傳送給實(shí)參。 因此在函數(shù)調(diào)用過程中，形參的值發(fā)生改變，并不會(huì)影響到實(shí)參。 函數(shù)運(yùn)行結(jié)束，如果被調(diào)函數(shù)的結(jié)果需要傳

4、遞回主調(diào)函數(shù)，通常用用return完成這項(xiàng)任務(wù)，叫函數(shù)的返回值。,8,2.1.2 返回值,例2.2：設(shè)計(jì)一個(gè)程序，要求編寫函數(shù)max，有兩個(gè)參數(shù)，返回兩個(gè)數(shù)中的最大值給主函數(shù)。 步驟 1:編輯源程序代碼,步驟 2:用gcc編譯程序 rootlocalhost root#gcc 2-2.c o 2-2 步驟 3:運(yùn)行程序 rootlocalhost root#./2-2,思考題：如果把此例中的數(shù)據(jù)傳遞改成指針傳送，程序應(yīng)該如何設(shè)計(jì)？,9,2.2 文件分割,例2.3：設(shè)計(jì)一個(gè)程序，要求計(jì)算輸入的整數(shù)的平均值，并將此程序分割成多個(gè)小文件。 步驟 1:編輯源程序代碼,10,2.2 文件分割,步驟 2:

5、分析程序、分割文件 將此程序分割成下列2個(gè)Linux c程序。 （1）2-3-main.c為主程序：,（2）2-3-avg.c為avg函數(shù)的定義：,步驟 3:用gcc編譯程序 rootlocalhost root#gcc 2-3-main.c 2-3-avg.c o 2-3 步驟 4:運(yùn)行程序 rootlocalhost root#./2-3,11,2.2 文件分割,Linux c文件分割，主要是把每個(gè)自定義函數(shù)分割成獨(dú)立的c源程序文件，自定義函數(shù)的聲明部分需要包含在主調(diào)函數(shù)中，這兒的主調(diào)函數(shù)是main。 如果自定義函數(shù)較多，也可以把函數(shù)聲明都分割成獨(dú)立的頭文件，在主調(diào)函數(shù)中用#include

6、包含分割出來的頭文件。,思考題：如何把自定義函數(shù)的聲明部分，也分割成獨(dú)立的文件，分割后如何編譯？,12,2.2 文件分割,例2.4：分割例2-2中的程序，要求分割后自定義函數(shù)在另一個(gè)獨(dú)立的文件中。 步驟 1:分析程序、分割文件 例2-2程序有主函數(shù)main和自定義函數(shù)max，再把函數(shù)聲明都分割成獨(dú)立的頭文件，可將此程序分割成下列3個(gè)文件。 (1) 2-4-main.c為主程序：,(2) 2-4-max.c為max函數(shù)的定義 ：,(3) max.h為頭文件，內(nèi)含max函數(shù)的聲明：,13,2.2 文件分割,步驟 2:用gcc編譯程序 rootlocalhost root#gcc 2-4-main.

7、c 2-4-max.c o 2-4 步驟 3:運(yùn)行程序 rootlocalhost root#./2-4,思考題：能否將此例中的#include max.h修改成#include，為什么？,14,2.3 make工程管理器,make工程管理器是一個(gè)“自動(dòng)編譯管理器”，這里的“自動(dòng)”是指它能夠根據(jù)文件時(shí)間戳自動(dòng)發(fā)現(xiàn)更新過的文件而減少編譯的工作量，同時(shí)，它通過讀入makefile文件的內(nèi)容來執(zhí)行大量的編譯工作。用戶只需編寫一次簡(jiǎn)單的編譯語句就可以了。它大大的提高了實(shí)際的工作效率。,15,2.3.1 編寫makefile文件,在一個(gè)Makefile文件中通常包含如下內(nèi)容： 需要由make工具創(chuàng)建的目

8、標(biāo)體（target），通常是目標(biāo)文件或可執(zhí)行文件。 要?jiǎng)?chuàng)建的目標(biāo)所依賴的文件。 創(chuàng)建每個(gè)目標(biāo)體時(shí)需要運(yùn)行的命令。,16,2.3.1 編寫makefile文件,例2.5：設(shè)計(jì)一個(gè)程序，要求計(jì)算學(xué)生的總成績(jī)和平均成績(jī)，并用make工程管理器編譯。 步驟 1:分析程序、分割文件 此程序有主函數(shù)main和自定義函數(shù)fun_sum和fun_avg，再把函數(shù)聲明都分割成獨(dú)立的頭文件，可將此程序分割成下列4個(gè)文件。,（1）2-5-main.c為主程序 ：,（2）chengji.h為頭文件，內(nèi)含fun_avg和fun_sum函數(shù)的聲明 ：,（3）2-5-fun_sum.c為fun_sum函數(shù)的定義：,（4）2

9、-5-fun_avg.c為fun_avg函數(shù)的定義 ：,17,2.3.1 編寫makefile文件,步驟 2:編輯makefile文件 rootlocalhost root#vim makefile2-5 makefile內(nèi)容：,步驟 3:用make命令編譯程序 rootlocalhost root#make f makefile2-5,步驟 4: 用make命令再次編譯 修改4個(gè)文件中的一個(gè)，重新用make編譯，會(huì)發(fā)現(xiàn)只編譯了2-5-main.c程序，另外的2個(gè)c源程序文件根本沒有重新編譯。,步驟 5:運(yùn)行程序 rootlocalhost root#./2-5,從結(jié)果來看，在沒有使用gcc編

10、譯器命令情況下，依然把設(shè)計(jì)的程序編譯成了可執(zhí)行文件，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的功能，可見make工程管理器調(diào)用了gcc編譯器，makefile文件的編寫是重點(diǎn)。,18,2.3.2 makefile變量的使用,例2.6：設(shè)計(jì)一個(gè)程序，程序運(yùn)行時(shí)從三道題目中隨機(jī)抽取一道，題目存放在二維數(shù)組中。 步驟 1:分析程序、分割文件 此程序有主函數(shù)main和自定義函數(shù)fun_shuiji，可以分割成兩個(gè)“.c”程序文件；再把函數(shù)聲明和用到的庫函數(shù)的頭文件，分割到一個(gè)獨(dú)立的自定義頭文件“shuiji.h”；因此，可將此程序分割成3個(gè)文件。,（1）2-6-main.c為主程序,（2）shuiji.h為頭文件,（3）2-6-f

11、un_sum.c文件,19,2.3.2 makefile變量的使用,步驟 2:編輯makefile文件 rootlocalhost root#vim makefile2.6,一般的makefile寫法：,使用變量的makefile寫法如下：,步驟 3:用make命令編譯程序 rootlocalhost root#make f makefile2-6,步驟 4:運(yùn)行程序 rootlocalhost root#./2-6,20,2.3.2 makefile變量的使用,Makefile中常見預(yù)定義變量,21,2.3.2 makefile變量的使用,Makefile 中常見自動(dòng)變量,思考題：如果此例的

12、題目數(shù)、題目?jī)?nèi)容以及隨機(jī)抽取的題目量，都由用戶決定，應(yīng)該如何修改程序？makefile文件要不要修改？,22,2.3.3 make和makefile,makefile文件主要包含了5部分內(nèi)容： 顯式規(guī)則。說明了如何生成一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)文件。由makefile文件的創(chuàng)作者指出，包括要生成的文件、文件的依賴文件、生成的命令。 隱式規(guī)則。由于make有自動(dòng)推導(dǎo)的功能，所以隱式的規(guī)則可以比較粗糙地簡(jiǎn)略書寫makefile文件，這是由make所支持的。 變量定義。在makefile文件中要定義一系列的變量，變量一般都是字符串，這與C語言中的宏有些類似。當(dāng)makefile文件執(zhí)行時(shí)，其中的變量都會(huì)擴(kuò)展到相應(yīng)

13、的引用位置上。,23,2.3.3 make和makefile,文件指示。其包括3個(gè)部分，一個(gè)是在一個(gè)makefile文件中引用另一個(gè)makefile文件；另一個(gè)是指根據(jù)某些情況指定makefile文件中的有效部分；還有就是定義一個(gè)多行的命令。 注釋。makefile文件中只有行注釋，其注釋用“#”字符。如果要在makefile文件中使用“#”字符，可以用反斜框進(jìn)行轉(zhuǎn)義，如：“#”。,24,2.3.3 make和makefile,GNU的make工作時(shí)的執(zhí)行步驟： 讀入所有的makefile文件。 讀入被include包括的其他makefile文件。 初始化文件中的變量。 推導(dǎo)隱式規(guī)則，并分析所

14、有規(guī)則。 為所有的目標(biāo)文件創(chuàng)建依賴關(guān)系鏈。 根據(jù)依賴關(guān)系，決定哪些目標(biāo)要重新生成。 執(zhí)行生成命令。,25,2.4 autotools的使用,autotools工具只需用戶輸入簡(jiǎn)單的目標(biāo)文件、依賴文件、文件目錄等就可以輕松地生成makefile了。 可以完成系統(tǒng)配置信息的收集，從而可以方便地處理各種移植性的問題。 autotools是系列工具，包含有： aclocal autoscan autoconf autoheader automake,26,2.4 autotools的使用,用autotools產(chǎn)生Makefile文件的總體流程,27,2.4 autotools的使用,利用autotoo

15、ls系列工具生成“Makefile”文件的基本步驟 ：,28,2.4 autotools的使用,例2.7：利用例2.3中的兩個(gè)程序文件“2-3-main.c”和“2-3-avg.c”，把它們的文件名分別改成“2.7.main.c”和“2.7.avg.c”，用autotools工具生成makefile文件。 步驟 1: 使用autoscan。,29,2.4 autotools的使用,步驟 2: 修改“configure.scan”文件，重命名成“configure.in”文件 修改時(shí)需要增加一個(gè)宏AM_INIT_AUTOMAKE(PACKAGE，VERSION)，還要把AC_CONFIG_HEA

16、DER更改為AM_CONFIG_HEADER。 修改后，用mv命令重命名： rootlocalhost root#mv configure.scan configure.in,步驟 3: 使用aclocal、autoconf和autoheader,步驟 4:使用automake automake需要的腳本配置文件是“Makefile.am”，這個(gè)文件需要自己建立。 rootlocalhost root#vim Makefile.am,特別說明： AUTOMAKE_OPTIONS為設(shè)置automake的選項(xiàng)。automake提供了3種軟件等級(jí)：foreign、gnu、gnits，讓用戶選擇使用，

17、默認(rèn)等級(jí)是gnu?，F(xiàn)在使用的foreign只是檢測(cè)必要的文件。 bin_PROGRAMS定義了要產(chǎn)生的執(zhí)行文件名。如果產(chǎn)生多個(gè)可執(zhí)行文件，每個(gè)文件名用空格隔開。 file_SOURCES定義file這個(gè)執(zhí)行程序的依賴文件。同樣的，對(duì)于多個(gè)執(zhí)行文件，那就要定義相應(yīng)的file_SOURCES。,AUTOMAKE_OPTIONS=foreign bin_PROGRAMS=test test_SOURCES=2.7.main.c 2.7.avg.c,30,2.4 autotools的使用,步驟 5:運(yùn)行configure 步驟 6: 將程序打包發(fā)布 rootlocalhost automake# make dist rootlocalhost automake# ls,31,2.4 autotools的使用,autotools生成的makefile是最常見的開源軟件提供的方式，安裝此類開源軟件的一般步驟： 解壓：tar test-1.0-tar.gz 輸入“./configure”，執(zhí)行configu