Введение в язык программирования C. Программирование на Си (C) в Ubuntu (Linux)

Все действия в операционной системе выполняются с помощью программ, поэтому многим новичкам интересно не только использовать чужие программы, а писать свои. Многие хотят внести свой вклад в кодовую базу OpenSource.

Это обзорная статья про программирование под Linux. Мы рассмотрим какие языки используются чаще всего, рассмотрим основные понятия, а также возможности, разберем как написать простейшую программу на одном из самых популярных языков программирования, как ее вручную собрать и запустить.

Исторически сложилось так, что ядро Unix было написано на языке Си. Даже более того, этот язык был создан для написания ядра Unix. Поскольку ядро Linux было основано на ядре Minix (версии Unix), то оно тоже было написано на Си. Поэтому можно сказать, что основной язык программирования для Linux это Си и С++. Такая тенденция сохранялась на протяжении долгого времени.

А вообще, писать программы для Linux можно почти на любом языке начиная от Java и Python и заканчивая С# и даже Pascal. Для всех языков есть компиляторы и интерпретаторы. Писать программы на С++ сложно, а Си многими уже считается устаревшим, поэтому множество программистов используют другие языки для написания программ. Например, множество системных инструментов написаны на Python или Perl. Большинство программ от команды Linux Mint, установщик Ubuntu и некоторые скрипты apt написаны на Python. Множество скриптов, в том числе простые скрипты оптимизации написаны на Perl. Иногда для скриптов используется Ruby. Это скрипты OpenShift или, например, фреймворк Metasploit. Некоторые разработчики кроссплатформенных программ используют Java. Но основные компоненты системы написаны все же на Си.

Мы не будем рассматривать основы Си в этой статье. Си - сложный язык и вам понадобится прочитать как минимум одну книгу и много практиковаться чтобы его освоить. Мы рассмотрим как писать программы на Си в Linux, как их собирать и запускать.

Зачем учить Си:

2. Библиотеки

Естественно, что если вам необходимо вывести строку или изображение на экран, то вы не будете напрямую обращаться к видеокарте. Вы просто вызовете несколько функций, которые уже реализованы в системе и передадите им данные, которые нужно вывести на экран. Такие функции размещаются в библиотеках. Фактически, библиотеки - это наборы функций, которые используются другими программами. В них находится такой же код, как и в других программах, разница лишь в том, там необязательно присутствие функции инициализации.

Библиотеки делятся на два типа:

  • Статические - они связываются с программой на этапе компиляции, они связываются и после этого все функции библиотеки доступны в программе как родные. Такие библиотеки имеют расширение.a;
  • Динамические - такие библиотеки встречаются намного чаще, они загружены в оперативную память, и связываются с программной динамически. Когда программе нужна какая-либо библиотека, она просто вызывает ее по известному адресу в оперативной памяти. Это позволяет экономить память. Расширение этих библиотек - .so, которое походит от Shared Object.

Таким образом, для любой программы на Си нужно подключать библиотеки, и все программы используют какие-либо библиотеки. Также важно заметить, на каком языке бы вы не надумали писать, в конечном итоге все будет сведено к системным библиотекам Си. Например, вы пишите программу на Python, используете стандартные возможности этого языка, а сам интерпретатор уже является программой на Си/С++, которая использует системные библиотеки для доступа к основным возможностям. Поэтому важно понимать как работают программы на Си. Конечно, есть языки, вроде Go, которые сразу переводятся на ассемблер, но там используются принципы те же, что и здесь. К тому же системное программирование linux, в основном, это Си или С++.

3. Процесс сборки программы

Перед тем как мы перейдем к практике и создадим свою первую программу, нужно разобрать как происходит процесс сборки, из каких этапов он состоит.

Каждая серьезная программа состоит из множества файлов, это файлы исходников с расширением.c и заголовочные файлы с расширением.h. Такие заголовочные файлы содержат функции, которые импортируются в программу из библиотек или других файлов.с. Перед тем. как компилятор сможет собрать программу и подготовить ее к работе, ему нужно проверить действительно ли все функции реализованы, доступны ли все статические библиотеки и собрать ее в один файл. Поэтому, первым делом выполняется препроцессор, который собирает исходный файл, выполняются такие инструкции, как include для включения кода заголовочных файлов.

На следующем этапе к работе приступает компилятор, он выполняет все необходимые действия над кодом, разбирает синтаксические конструкции языка, переменные и преобразовывает все это в промежуточный код, а затем в код машинных команд, который мы можем потом посмотреть на языке ассемблера. Программа на этом этапе называется объектный модуль и она еще не готова к выполнению.

Далее к работе приступает компоновщик. Его задача связать объектный модуль со статическими библиотеками и другими объектными модулями. Для каждого исходного файла создается отдельный объектный модуль. Только теперь программа может быть запущена.

А теперь, давайте рассмотрим весь єтот процесс на практике с использованием компилятора GCC.

4. Как собрать программу

Для сборки программ в Linux используется два типа компиляторов, это . Пока что GCC более распространен, поэтому рассматривать мы будем именно его. Обычно, программа уже установлена в вашей системе, если же нет, вы можете выполнить для установки в Ubuntu:

sudo apt install gcc

Перед тем как мы перейдем к написанию и сборке программы, давайте рассмотрим синтаксис и опции компилятора:

$ gcc опции исходный_файл_1.с -o готовый_файл

С помощью опций мы говорим утилите что нужно сделать, какие библиотеки использовать, затем просто указываем исходные файлы программы. Давайте рассмотрим опции, которые будем сегодня использовать:

  • -o - записать результат в файл для вывода;
  • -c - создать объектный файл;
  • -x - указать тип файла;
  • -l - загрузить статическую библиотеку.

Собственно, это все самое основное, что нам понадобится. Теперь создадим нашу первую программу. Она будет выводить строку текста на экран и чтобы было интереснее, считать квадратный корень из числа 9. Вот исходный код:

include
#include

int main(){
printf("сайт\n");
printf("Корень: %f\n", sqrt(9));
return 0;
}

gcc -c program.c -o program.o

Это этап компиляции, если в программе нет ошибок, то он пройдет успешно. Если исходных файлов несколько, то такая команда выполняется для каждого из них. Далее выполняем линковку:

gcc -lm program.o -o program

Обратите внимание на опцию -l, с помощью нее мы указываем какие библиотеки нужно подключить, например, здесь мы подключаем библиотеку математических функций, иначе компоновщик просто не найдет где есть та или иная функция. Только после этого можно запустить программу на выполнение:

Конечно, все эти действия могут быть выполнены и с помощью различных графических сред, но выполняя все вручную, вы можете лучше понять как все работает. С помощью команды ldd вы можете посмотреть какие библиотеки использует наша программа:

Это две библиотеки загрузчика, стандартная libc и libm, которую мы подключили.

5. Автоматизация сборки

Когда мы рассматриваем программирование под Linux невозможно не отметить систему автоматизации сборки программ. Дело в том, что когда исходных файлов программы много, вы не будете вручную вводить команды для их компиляции. Можно записать их один раз, а затем использовать везде. Для этого существует утилита make и файлы Makefile. Этот файл состоит из целей и имеет такой синтаксис:

цель: зависимости
команда

В качестве зависимости цели может быть файл или другая цель, основная цель - all, а команда выполняет необходимые действия по сборке. Например, для нашей программы Makefile может выглядеть вот так:

program: program.o
gcc -lm program.o -o program

program.o: program.c
gcc -c program.c -o program.o

Затем вам достаточно выполнить команду make для запуска компиляции, только не забудьте удалить предыдущие временные файлы и собранную программу:

Программа снова готова и вы можете ее запустить.

Выводы

Создание программ Linux очень интересно и увлекательно. Вы сами убедитесь в этом, когда немного освоитесь в этом деле. Сложно охватить все в такой небольшой статье, но мы рассмотрели самые основы и они должны дать вам базу. В этой статье мы рассмотрели основы программирования в linux, если у вас остались вопросы, спрашивайте в комментариях!

Курс программирования на Си под Linux:

О том, как установить полноценный компилятор СИ и С++ на Windows я уже писал в статье: .

Но эти языки кросплатформенные, к тому же многие используют линукс не только как домашнюю систему, но и как рабочий инструмент. Плюс в последнее время возрос процент пользователей Linux. И многие из них хотят учиться программировать. Поэтому сегодня я расскажу вам как же установить компилятор C и C++ на систему Linux.


Если вы пользуетесь windows, но хотите попробовать Linux, то ознакомьтесь с моими статьями по виртуальной рабочей машине: .

Итак, линукс установлен, интернет подключен. Открываем консоль и прописываем команду установки компиляторов.
$sudo apt-get install gcc g++

Вот и все, компиляторы установлены. Теперь осталось проверить.
Заходим в домашнюю папку и создаем файл hello.c, открываем его и пишем простую программку:

#include main() { printf("Hello\n"); }

Затем открываем консоль и компилируем скрипт в программу:
$gcc hello.c -o hello

Все, в папке должна появиться программа hello. Теперь запустим её.
$./hello

Но программировать в простом блокноте и компилировать в консоли — это особое извращение. Нам же нужна мало-мальски нормальная IDE для программирования на С и С++ со встроенным компилятором.

Если вы читали мою статью , то вы поняли о чем идет речь. Да, мы установим Geany. Это отличная среда разработки для многих языков. Писать консольные программы в ней само удовольствие.
Открываем консоль и пишем:
$sudo apt-get install geany

Соглашаемся с установкой и ждем ее окончания. После чего запускаем программу.

Открываем в ней тот самый файл hello.c и немного модифицируем его, затем жмем на кнопку похожую на кирпич «Собрать текущий файл» и запускаем красной кнопкой «Посмотреть или запустить текущий файл». И у нас появиться консольное окно с результатом.

Песочница

Барак Адама 15 марта 2014 в 13:20

Обучение С++. Что если начать на Linux?

Накипело!

В нынешней системе школьного образования заточка под операционную систему Microsoft поражает: за очень редким исключением вы сможете где-нибудь увидеть что-то вроде Edubuntu или русский ALT Linux, но остальном это Windows. По моему мнению, давно пора еще в школах знакомить детей с другим взглядом на то, каким должен быть интерфейс между человеком и железом, а не искать общих путей. Может быть именно такой сравнительно-аналитический взгляд на вещи позволит поднять крайне низкий уровень компьютерной грамотности у выпускников школ, которые даже не могут оформить текст в Word или составить добротную презентацию в PowerPoint.

Искренне удивляет, что в школах считается сверхсложным и даже мистическим составлять двумерные массивы в том же Pascal"e, который к слову, тоже давным давно пора заменить на более гибкий и удобный Python или JavaScript. Уважаемые преподаватели, какой должна быть мотивация ученика, если его учат на мертвом языке? Мы же для закрепления правил грамматики не учим сперва славянский, а потом русский и другие. Так какого черта?!

Учитывая модность профессии программиста и определенную романтику в головах молодых людей, навеянную голливудским кино, люди поступают в ВУЗы и сталкиются с рядом сложностей: их голова начинает резко расширяться, что неминуемо приводит сперва к усталости, а затем и к разочарованию в своем выборе. Факт остается фактом: если вы связываете себя с профессией, которая требует постоянного самосовершенствования, то начинайте это делать еще до поступления. Есть множество материалов, который помогут вам быть более подготовленными в процессе учебы и позволит найти работу по специальности уже к 3-4 курсу обучения. Шевелитесь!

На фоне таких рассуждений ко мне пришла сделать небольшой туториал по тому, как написать, скомпилировать и запустить программу на C++ в Linux без специальных средств (IDE). Такой подход сможет познакомить начинающего программиста с процессом разработки в наиболее тривиальном виде, а также с принципиально новой для него операционной системой Linux. В конце своего хабрапоста я напишу список литературы и полезные ссылки.

Начнем с того, что нам понадобится:
-Дистрибутив Linux (возьмем Ubuntu);
-Установленный компилятор g++;
-Обычный текстовый редактор (gedit);
-Терминал;

Поехали!

1. Установка Linux и необходимого софта.
Скачиваем с официального сайта ubuntu.ru образ дистрибутива Linux Ubuntu. Хотелось бы также добавить, что не рекомендую использовать Wubi. Делаем нормальную установку либо на наш жесткий диск, либо в виртуальной машине. Записываем с помощью Nero или ImgBurn образ на диск. Перезагружаемся и заходим в BIOS, где нам нужно выставить приоритет загрузки с CD/DVD - привода. Сохраняем настройки и выходим. Загружаемся с диска и устанавливаем операционную систему. (Более подробная информация будет в ссылке ниже). Текстовый редактор, терминал у нас есть по умолчанию. Для того, чтобы установить компилятор g++ открываем терминал с помощью комбинации alt+ctrl+T и вводим: sudo apt-get install g++ . Нас попросят ввести пароль, вводим, нажимаем Enter. Готово.
2. Создание cpp-файла.
Открываем домашнюю папку в файловом менеджере Nautilus и параллельно открываем терминал alt+ctrl+t. В нем пишем команду touch helloworld.cpp. Команда touch создаст файл с нужным вам названием. Теперь можно свернуть терминал и сфокусироваться на Nautilus"e. Открываем наш файл и пишем самый популярный в мире код:

#include using namespace std; int main(){ cout << "Hello world!"; return 0; }

Закрываем, сохраняем.

3.Компиляция и запуск.
Снова открываем терминал и вызываем наш компилятор командой g++ -lm -o output helloworld.cpp . g++ - собственно наш компилятор, а -lm и -o это параметры-ключи, с которыми мы его запускаем. output - имея файла вывода, куда помещается результат нашей компиляции и следом за ним имя нашего cpp-файла. Нажимаем enter, если программа верна, то никаких сообщений не будет. Теперь, чтобы запустить программу введем в терминале следующее: ./output и нажмем enter. На экране выведен результат «Hello world!».
Вот вы и написали свою первую программу на C++ для Linux! Поздравляю вас и желаю успехов в расностороннем и качественном обучении. Ваша компетентность в ваших руках, помните об этом.

P.S. Если хотя бы один школьник проделает то, что я написал, буду считать, что моя миссия выполнена. Всем добра!
P.S.S. Ссылки.

Многие начинающие кодеры бояться
программирования в Linux - нет виндовой простоты
и наглядности. Однако и для Linux существует
множество визуальных средств
программирования, и это не только клон Delphi.
Конечно, они не могут стать полноценной
заменой той же Visual Studio, однако вполне
помогают ускорить процесс разработки
программ.

NetBeans

Одна из лучших IDE сред. Предназначена для
работы с Java, с ее помощью можно
разрабатывать не только кросс-платформенные
Java программы, но и web-приложения, web-сервисы и
клиентов для них, J2ME программы и т.п. Может
работать в Windows, Linux, MacOS. IDE можно расширять
различными плагинами и аддонами, кои можно
найти на сайте. При этом - все бесплатно, то
есть на хаялву! В общем - бесспорный номер
один.

QT / KDevelop Designer

Еще одна мощная среда разработки на
платформе KDE и Gnome. Кросс-платформенные C++
приложения выходят только в путь. Для
некоммерческих программ Qt можно
использовать бесплатно, существует
практически для всех дистрибутивов.

Клон Visual Basic, причем не только в оформлении,
но и в конструкциях языка. Идеальное
средство для VB программистов, желающих
перейти на Linux. Простой и удобный интерфейс.
Доступ ко всем главным базам данным - MySQL,
PostgreSQL и т.д. Работает практически на всех
дистрибутивах.

WYSIWYG редактор для создания web-страниц. Во
многом напоминает редактор Macromedia или все
тот же FrontPage. Поддерживает автоматическую
работу с сайтом по FTP.

Python и Ruby IDE среда, делающая
программирование на языке довольно простым
и увлекательным. Написанная собственно на
Python.

Eclipse - вообще не IDE, а целая платформа для
различных приложений. В стандартную
поставку входят дополнительные плагины для
поддержки языка Java (JDT) и разработки
плагинов для Eclipse (PDE - Plugin Development Environment). Для
работы с другими языками должны быть
установлены специальные плагины - в Eclipse
можно работать практически на любом
доступном языке программирования. Еще одно
преимущество тоже относится к
расширяемости: гигантское количество
утилит (особенно для Java) теперь
поставляется и в виде плагинов для Eclipse,
например, Ant, JavaDoc, JUnit, JDepend, Check Style, Subversion.
Значит, нам не придется отказываться от
своей системы контроля версий, от своей
программы проверки качества кода и т.п.
Третье преимущество - то, что Eclipse является
кросс-платформенной средой, то есть
существуют версии для различных
операционных систем (чего не может
позволить себе та же Visual Studio).

JDeveloper

Платформа от Oracle - не с открытым кодом,
однако все равно бесплатная. Как ясно из
названия используется все та же кросс-платформенная
Java. Использует для работы Sun JDK, так что сама
Oracle никаких претензий к создаваемым
программам по идее иметь не будет.

Ну и наконец визуальная среда управления
проектами для Gnome Desktop. Не менее полезная
программа для программистов чем IDE.

Название : Программирование на C++ в Linux.

Книга "Программирование на C++ в Linux" посвящена разработке приложений на С++ в среде разработки KDEvelop. Автор книги дает подробное описание взаимодействий компонентов приложений, рассматривает основы работы с утилитой Qt Designer и обсуждает элементы управления в диалоговых окнах и классы, для которых они созданы. Книга учит концепции Документ/Представление, созданию элементов интерфейса приложения. Затрагиваются и такие темы, как сохранение и восстановление различной информации, выводимой на экран, разработке текстовых редакторов, организации многозадачности в приложениях на основе взаимодействующих процессов, работе с шаблонами классов и функций. Как заключение, автор дает полезные рекомендации по созданию справочной системы для разработанного приложения. Книга предназначена для профессиональных программистов.


Книга посвящена созданию приложений, написанных на языке C++, в среде разработки KDevelop. Дано описание способов взаимодействия компонентов приложений. Рассмотрена работа с утилитой Qt Designer и описаны основные элементы управления, используемые в диалоговых окнах, а также классы, созданные для работы с ними. Читатель знакомится с концепцией Документ/Представление и учится создавать элементы пользовательского интерфейса приложения. Кроме того, в отдельных главах разбираются вопросы вывода на экран различной информации, сохранения и восстановления ее из файла, создания текстовых редакторов, работы с шаблонами классов и функций и организации многозадачности в приложении на основе взаимодействующих процессов. В завершение предоставляются рекомендации по созданию справочной системы приложения.

Содержание :
Введение
Для кого предназначена эта книга?
Структура книги
Соглашения, принятые в данной книге
Требования к аппаратным средствам и программному обеспечению
Глава 1 Взаимодействие компонентов приложения
Сигналы и приемники
Посылка сигналов
Реализация приемников
Реализация соединения
Обработка событий
Работа с окном
Работа с фокусом ввода
Работа с мышью
Работа с клавиатурой
Реализация перетаскивания
Фильтры событий
Синтетические события
Последовательность обработки событий
Заключение
Глава 2 Диалоговые окна и простейшие элементы управления
Создание диалогового приложения
Создание заготовки приложения
Создание заготовки диалогового окна
Завершение создания диалогового приложения
Создание специализированных диалоговых окон
Создание диалогового окна с вкладками
Создание мастера
Глава 3 Классы элементов управления
Класс списка
Классы линейного регулятора и линейного индикатора
Работа с датой и временем
Глава 4 Классы приложений, документов и представлений
Многооконное приложение Qt
Класс документа
Класс представления
Класс приложения
Многооконное приложение KDE
Класс документа
Класс представления
Класс приложения
Глава 5 Создание элементов пользовательского интерфейса
Пользовательский интерфейс библиотеки Qt
Внесение изменений в меню
Работа со строкой состояния
Пользовательский интерфейс приложений KDE
Внесение изменений в меню
Настройка панели инструментов
Работа со строкой состояния
Глава 6 Вывод информации на экран
Рисование фигур
Работа с кистью
Перерисовка окна
Синхронизация объектов представления
Вывод текста
Работа с битовыми образами
Алпаратно-зависимые битовые образы
Аппаратно-независимые битовые образы
Глава 1 Работа с файлами документов
Сохранение и восстановление информации в приложении
Настройка диалоговых окон
Внесение изменений в меню
Установка рабочего каталога
Глава 8 Работа с текстовыми документами
Создание простейшего текстового редактора
Создание более сложного редактора
Создание редактора KDE
Глава 9 Шаблоны и классы коллекций
Шаблоны
Понятие шаблона
Шаблоны функций
Шаблоны классов
Классы коллекций
Виды классов коллекций
Массивы
Связные списки
Карты отображений
Другие классы коллекций
Глава 10 Реализация многозадачности в приложении
Взаимодействие процессов
Создание клиента для простейшего сервера
Создание более сложного сервера
Создание клиента
Некоторые замечания
Глава 11 Справка в приложении
Формы представления справочной информации
Способы доступа к справочной системе
Способы представления справочной информации
Формы представления информации
Программирование контекстной справки
Вывод подсказок
Вывод справочной информации в строку состояния
Получение информации по конкретному элементу
пользовательского интерфейса
Программирование командной справки
Формат файлов командной справки приложений Qt
Создание демонстрационного приложения Qt
Приложение 1 Что на CD
Приложение 2 Ресурсы Интернета
Предметный указатель


Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Программирование на C++ в Linux - Николай Секунов - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.