UNIX Linux实验教程 2实验二 UNIXLinux环境程序设计基础

1、实验二 Linux/Unix环境程序设计基础一. 实验目的1. 掌握使用Linux环境下的常用编辑工具编辑程序的方法。2. 熟悉shell程序设计的基本技术。3. 掌握Linux环境下使用GNU gcc/gdb等工具进行程序设计的基本技术。二. 实验指导1. Linux的文本编辑工具在Linux环境下可使用vi、emacs、kate、kedit等编辑工具编写源代码，其中emacs和vi可在字符模式下运行，而kate和kedit需在图形用户界面下使用，都是全屏幕编辑工具，使用简单，kate带有一个文件列表区、一个文件编辑区和一个命令输入区，是一个编写程序的好工具。启动vi、kate和kedit编

2、辑文件的命令行方法如下：$ vi 程序文件名 $ kate 程序文件名 $ kedit 程序文件名kate和kedit的图形界面启动方法：.开始菜单|运行命令|kate开始菜单|运行命令|kedit）2. shell程序设计基础 shell是用户与Linux操作系统之间的接口，是命令语言、命令解释程序和程序设计语言的总称。用户在提示符下输入的命令都由shell先加以解释，然后传给Linux内核，或调用相关程序执行。shell支持绝大多数高级语言中能见到的程序元素，如函数、变量、数组和程序控制结构，可以解释执行包含这些结构的shell程序。Linux中有多种shell，如bash、ksh、csh

3、等，默认的是bash。 当用户打开终端后，系统为该终端建立一个程序shell的进程，由进程去读入、识别和执行用户输入的各种命令。Linux命令有可执行二进制程序和shell程序，shell程序类似于DOS中的批处理程序。(1) shell程序的编辑shell程序可用编辑工具vi、kate、kedit等编写，并保存为一个磁盘文件。Shell程序的第一行通常为#!/bin/bash，告知Linux使用/bin/bash解释执行该程序。(2) shell程序的执行方法一：bash shell文件名方法二：直接执行。将shell程序的权限设置为644。键入 ./shell程序名(3) I/O重定向sh

4、ell程序中经常涉及到输入输出。Linux有通过3个特殊文件实现信息的输入输出：标准输入(stdin, 文件描述符为0)、标准输出(stdout，文件描述符为1)和标准错误输出（stderr, 文件描述符为2）。Shell通过标准输入接受用户的键盘命令，将执行结果送往标准输出从终端显示，而将出错信息写到标准错误输出，而从终端显示。Linux通过I/O重定向，可以改从文件输入命令，将输出结果或出错信息改送文件。以下是一些示例：1) 输出重定向命令格式：command file 或command file 将命令输出信息写到文件例：ls l fileinfo 将当前目录下的文件信息以长格式方式保存

5、到文件fileinfo中，覆盖原来的内容；datefileinfo 将date命令的输出追加到文件fileinfo后；2) 输入重定向命令格式：command file 从文件读命令信息例：wc& file 或command &file(4) 管道将前一命令的输出作为后一命令的输入。命令格式：命令1|命令2|命令3例：who | sort user_list 将who命令的结果排序，写入文件user_list。(5) shell变量shell变量只有字符类型，其值为字符串，变量名以字母或下划线开始，大小写敏感，用$var的形式引用名为var的变量的值。定义格式：变量名=变量值例：$ no=10

6、 $ hello=”hello everybody” $ echo $no $ echo $hello环境变量：shell定义的与工作环境有关的变量，可由用户修改。 HOME 保存登录主目录的完全路径名 PATH 保存命令搜索路径，多个路径间以”:”隔开 PWD 当前工作目录的绝对路径名 PS1 主提示符预定义变量：由shell定义，用户不能修改。 $? 前一命令执行的返回状态 $ 当前进程的pid 位置变量：shell程序命令行参数由shell写到位置变量中，可在程序中引用$0 当前进程的进程名$1 第1个命令行参数$2 第2个命令行参数$3 第3个命令行参数$# 位置参数个数(6) 条件执

7、行语句格式：if 条件 then 命令行 else 命令行 fi条件格式： 测试语句 或 test 测试语句文件测试： -e filename 如果文件存在 -r filename 如果文件存在并可读 -x filename 如果文件存在且可执行 -w filename 如果文件存在且可写 -d filename 如果文件存在且为目录 -f filename 如果文件存在且为普通文件数值测试： test n1 eq n2 整数n1和n2相等 test n1 ne n2 整数n1和n2不相等 test n1 gt n2 整数n1大于n2 test n1 ge n2 整数n1大于或等于n2字符串测

8、试： test s 测试字符串非空 test s1=s2 字符串s1等于s2 test s1!=s2 字符串s1不等于s2 test z s 字符串s为空串例：#!/bin/bash if $# -ne 1 then echo “Usage - $0 file-name”exit 1fi if test f $1 then echo “$1 file exists” elseecho “sorry, $1 file does not exits” fi(7) case语句 利用case语句可根据字符串或变量的值从多个选项中选择一项执行格式：case string in expr1) 命令行1;

9、 expr2) 命令行2; *) 其它命令行; esac例：从命令行输入一个简单的算术表达式，计算结果： #!/bin/bash if test $#=3 then case 2 in +) let z=$1+$3 ; -) let z=$1-$3 ; /） let z=$1/$3 ; X|x) let z=$1*$3 ; *) echo error exit 1; esac echo Answer is $z fi 测试：$./test 5 + 7(8) 循环for循环格式： for 变量名 in 数值列表 do命令行 donefor循环例： #!/bin/bash for i in 1 2

10、 3 4 5 doecho Welcome $i times donewhile循环格式： while 命令行1 do命令行2 donewhile循环例：显示number=10; number=20;一直到number=100。 #!/bin/bash i=1 while $i le 10 doecho number=expr $i *10 ; expr表示对表达式求值i= expr $i+1 donebreak和continue：可于用终止循环和开始下一重循环(9) shell程序调试shell程序的调试主要通过利用shell解释程序的-v和-x选项跟踪程序的执行过程来实现。调用格式：bas

11、h 选项 shell程序文件名选项含义：-v 当读入shell输入行时把它们显示出来 -x 执行命令时把命令和它们的参数显示出来3. Linux环境下C/C+程序设计基础 在UNIX/Linux环境下，开发应用程序的流程如图2.1所示。 一个应用程序的开发大概包括5个过程：(1) 编辑程序。使用源代码编辑器产生源代码，C/C+语言的源程序后缀为.c和.cpp。(2) 编译程序。使用编译程序将源程序编译成目标代码文件，目标代码文件的后缀通常为.o。UNIX/Linux环境常用的编译工具是gcc。(3) 链接程序。使用连接程序将目标代码文件与系统库文件链接形成可执行程序。连接程序通常与gcc集成在

12、一起。(4) 加载和运行程序。将生成的可执行程序加载到内存运行。(5) 调试程序。使用ddd/gdb等调试工具对程序进行调试。ddd是gdb的图形界面。(6) 打包发行程序。将完成了调试和测试的程序打包发行。 下面使用一个示例说明在Linux环境下开发一个应用程序的过程。假定现在有一个C语言文件hw.c，其内容如下：#include main() printf(hello worldn); exit(0); 第一步：使用vi或kate等编辑工具编写以上源程序，并取名为hw.c;第二步：使用gcc编译链接源程序hw.c生成可执行程序。 命令格式：$ gcc -g -o 选项说明：-o 后面的参数

13、指明生成的可执行程序名，如果没有该选项，则可执行程序名为a.out -g 在生成的可执行二进制程序中加入调试信息，以便进行源代码级调试 本例命令：$ gcc g o hw hw.c第三步：运行程序。命令格式为： $ ./hw第四步：如果程序需要调试，可以借助ddd/gdb进行源代码级的调试。启动调试命令是： $ ddd hw 说明：ddd调试工具的用户界面与VC+等开发环境很相似，可以在GUI环境中设置断点、单步执行、检查变量和寄存器的值等。三. 实验内容 1. 编辑、分析、理解和调试一个shell程序； 2. 编辑、分析、理解和调试一个C/C+语言程序。四. 实验步骤（一）shell程序的分

14、析、运行与调试1. 使用kate、kedit和vi等编辑工具编辑shell程序rename.sh，该程序对可改名一个文件，其内容为：#!/bin/sh _echo Old filename: _read old _echo New filename: _read new _mv $old $new _echo File $old is now called $new. _date _为以上程序各行加上注释，注释写在每行后面。2. 创建一个待改名的文件。写出命令并执行之。命令：_3. 执行rename.sh。命令为 $ sh rename.sh按顺序写出该shell程序运行时的输入信息和显示结果：_4. 使用-x选项调试执行该rename.sh。命令行为 $ sh x rename.sh写出程序执行时输入信息和显示结果，并注明哪些行是用户输入信息？哪些行是shell程序执行的输出信息？哪些行是shell命令？5. 如果要直接执行rename.sh，应该输入以下命令：_6. 使用-x选项进行shell程序调试的原理是什么？答：（二）C/C+语言程序的分析、运行与调试1. 使用编辑工具(kate、kedit、vi等