Песочница

незнакомец 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.

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:

Последнее обновление: 28.08.2017

В прошлой теме было рассмотрено создание первой программы на Windows. Теперь рассмотрим создание первой программы на Linux, в частности, в среде Ubuntu 16.04. На Linux также популярным компилятор для создания программ является g++. Поэтому в данном случае также будем использовать этот компилятор.

Как правило, многие дистрибутивы Linux, в том числе и Ubuntu, уже по умолчанию содержат установленный компилятор g++, который мы сразу же можем использовать. Но даже если вдруг он не установлен, то его можно доустановить в терминале через команду:

Sudo apt-get install g++

В остальном, если мы будем использовать для компиляции компилятор g++, все будет аналогично созданию программы на Windows.

Определим в файловой системе каталог для исходных файлов с кодом на С++ и создадим в нем новый файл hello.c со следующим кодом:

#include // подключаем заголовочный файл iostream int main() // определяем функцию main { // начало функции std::cout << "Hello World!"; // выводим строку на консоль return 0; // выходим из функции } // конец функции

И это тот же код, что был в случае с Windows, потому что программы на С++ на уровне исходного кода в большей степени обладают переносимостью.

Для вывода строки на консоль необходимо подключить нужный функционал. Для этого в начале файла идет строка

#include

Данная строка представляет директиву препроцессора, которая позволяет подключить библиотеку iostream. Эта библиотека нужна для вывода строки на консоль.

Функция main состоит из четырех элементов:

Тип возвращаемого значения . В данном случае это тип int . Этот тип указывает, что функция должна возвращать целое число.

Имя функции . В данном случае функция называется main.

Список параметров . После имени функции в скобках идет список параметров. Но в данном случае скобки пустые, то есть функция main не принимает параметров.

Тело функции . После списка параметров в фигурных скобках идет тело функции. Здесь и определяются собственно те действия, которые выполняет функция main.

{ std::cout << "Hello World!\n"; return 0; }

В теле функции происходит вывод строки на консоль. Для обращения к консоли используется стандартный поток вывода std::cout . С помощью оператора << в этот поток (в данном случае фактически на консоль) передается строка символов, которую надо вывести на консоль, то есть "Hello World!". В конец строки добавлена специальная управляющая последовательность "\n", которая позволит после вывода текста перевести курсор на новую строку.

В функции осуществляем выход из функции с помощью оператора return . Так как функция должна возвращать целое число, то после return указывается число 0. Ноль используется в качестве индикатора успешного завершения программы.

После каждой инструкции в языке C++ ставятся точка с запятой.

Перейдем к терминалу и вначале с помощью команды cd перейдем к каталогу, где расположен файл с исходным кодом.

g++ hello.cpp -o hello

Кроме имени файла с исходным кодом компилятору передается параметр -o hello . Он указывает, что мы хотим скомпилировать файл по имени hello. Если этот параметр не передать, то будет создан файл с именем по умолчанию - a.out.

В итоге после выполнения выше приведенной команды в папке с файлом hello.cpp появится скомпилированный файл, который будет называться hello . И мы сможем его запустить с помощью следующей команды:

И на консоль будет выведена строка "Hello World!".

Помню, когда я только начинал программировать, у меня возник вопрос: «Как скомпилировать программу на C в Ubuntu?» Для новичков это не легкая задача, как может показаться на первый взгляд.

Мой путь изучения C начался с бестселлера «Брайан Керниган, Деннис Ритчи, Язык программирования C, 2-е издание» . Там рассказывается как скомпилировать программу в операционной системе Unix, но этот способ не работает в Linux. Авторы книги выкрутились, написав следующее:

В других системах это процедура будет отличаться. Обратитесь к справочнику или специалисту за подробностями.

Побуду специалистом:) и расскажу в данной статье, как скомпилировать первые программы на C и заодно на C++ в терминале Ubuntu.

Текстовый редактор gedit

Для написания первых программ подойдет обычный, используемый по умолчанию в Ubuntu, текстовый редактор с подсветкой синтаксиса — gedit.

Рис. 1. Запуск текстового редактора.

Первой программой по традиции является «Hello, World!» , выводящее приветствие на экран:

#include int main(int argc, char **argv) { puts("Hello, world!"); return 0; }
Печатаем или копируем текст программы в gedit и сохраняем в файл Hello.c , например, на рабочий стол. Не самое лучше место для сохранения, но это позволит рассмотреть случай, когда в имени директории содержится пробел.

Рис. 2. Программа hello, World.

Компиляция программы на C

Теперь запускаем терминал, можно через Dash, а можно с помощью горячих клавиш + + . Здесь в начале установим инструменты сборки, куда входят необходимые компиляторы gcc для языка C и g++ для языка C++:

Sudo apt install build-essential
Для установки требуется ввести пароль, при вводе которого может сложиться впечатление, что ничего не происходит, но на самом деле терминал просто в целях безопасности не отображает символы.

Далее в терминале нам необходимо перейти в директорию, куда сохранили файл с текстом программы. Перемещение выполняется командой cd (англ. change directory — изменить каталог). Чтобы воспользоваться командой в начале пишется cd , затем через пробел путь, куда нужно перейти.

Для перехода на рабочий стол, команда будет следующей:

Cd ~/Рабочий\ стол
Обратите внимание на символ обратной косой черты \ в имени директории Рабочий стол. Обратная косая экранирует пробел, и сообщает команде cd , что пробел и следующие за ним символы являются частью имени. Символ ~ в начале пути обозначает путь до домашней папки пользователя.

Для просмотра содержимого директории применяется команда ls (сокращение от англ. list).

Команда компиляции для программы на C выглядит следующим образом:

Gcc -Wall -o hello hello.c
где:

• gcc — компилятор для языка программирования C;
• -Wall — ключ вывода всех предупреждений компилятора;
• -o hello — с помощью ключа -o указывается имя выходного файла;
• hello.c — имя нашего исходного файла, который компилируем.

Выполнив команду ls , увидим, что появилась наша скомпилированная программа hello , отмеченная цветом, обозначающим исполняемые программы.

В завершение запустим hello , вводом имени программы с префиксом./ :

./hello
Префикс./ сообщает терминалу о необходимости выполнить программу с заданным именем в текущем каталоге. (Точка — это условное название текущего каталога.)

Компиляция программы на С++

Программы на C++ компилируются аналогично, как и программы на C. «Hello, World!» на C++ можно написать так:

#include int main(int argc, char **argv) { std::cout << "Hello, World!" << std::endl; return 0; }
Сохраняем текст программы в файл под именем hello2.cpp . Таким образом, команда компилирования будет иметь вид:

G++ -Wall -o hello2 hello2.cpp
Для запуска результата вводим в терминале:

Заключение

Данный способ позволяет скомпилировать программу лишь из одного файла с исходным кодом. Но этого вполне достаточно, чтобы начать изучение языков программирования C/C++ по книгам или по статьям в интернете.

Более подробно об программировании в Ubuntu или в любом другом дистрибутиве Linux можно прочитать в книгах:

• Иванов Н. Н. — Программирование в Linux. Самоучитель. — 2-е издание;
• Нейл Метьэ, Ричард Стоунс — Основы программирования в Linux: Пер. с англ. — 4-е издание;
• Колисниченко Д. Н. — Разработка Linux-приложений.

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.