[linux开发工具]小程序--进度条、调试器

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📙 作者简介：RO-BERRY
📗 学习方向：致力于C、C++、数据结构、TCP/IP、数据库等等一系列知识
📒 日后方向 : 偏向于CPP开发以及大数据方向，欢迎各位关注，谢谢各位的支持

[linux开发工具]小程序--进度条、调试器 - gdb,linux,小程序,运维

1.缓冲区

第一种情况

执行结果如下：

可以看到程序先执行printf再执行sleep
第二种情况

执行结果如下：

在这里为什么程序先执行sleep在执行printf呢？
实际上也并没有先执行sleep再执行printf，C语言执行代码是顺序结构自上往下
在这里运行的时候，程序运行sleep的时候printf早就运行完毕了
我们程序休眠之前没有看到字符串，那么我们输出的字符串一定是被保护起来了，在退出的时候才刷新出来
那么在sleep期间在哪里保存呢？
下面我们引出一个概念- - -缓冲区。

其实上面的现象中，在程序执行 printf 后，printf 打印的内容被存放到缓冲区中，在 C/C++ 中，会针对标准输出，给我们提供默认的缓冲区，而在缓冲区没有被刷新之前，我们的内容就不会被输出。
而 \n 就是一种刷新的策略 - - - 行刷新。所以我们加了 \n 后缓冲区被刷新，随即便打印出内容。
而我们没有使用 \n 的时候缓冲区并没有被刷新，但是我们可以使用 fflush(stdout) 强制刷新缓冲区，从而打印出内容，例如：
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执行结果如下：

我们可以看到，缓冲区的内容被强制刷新出来了。

2）\n 和 \r

我们首先编写一个简单的倒计数程序，例如：
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观察结果：

但是这并不是我们想要的倒计时，我们是期望在同一行中显示出来，所以我们不应该用 \n，其实 \n 就是我们所说的回车，就是使光标换行并回到那一行的最初位置；这时候我们就应该使用 \r，\r 就仅仅让光标回到当前行的最初位置，我们对上面的代码修改，如下：
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执行结果如下：

从上面的结果可看出，我们的倒计时虽然在同一行了，但是输出的格式还是有问题，因为默认 %d 是按照一个字符的形式打印的，我们是要按照两个字符打印，所以我们仅需将%d修改为%2d即可，如下：
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结果如下：

这时候就基本完成我们的倒计时了，但是倒计时到个位数的时候，前面空了一个字符，不太美观，这是因为 %2d 是默认右对齐，我们在前面加上负号，就是左对齐了，所以我们继续修改：
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结果如下：

到此我们的倒计数就完成了。

3.进度条

ProgressBar.c

#include "ProgressBar.h"
const char *str = "|/-\\"; // 加载光标

void ProgressBar_v1()
{
    // 当前进度
    int rate = 0;
    char bar[SIZE];
    memset(bar, '\0', sizeof(bar));
   
    // 加载光标的数组长度
    int num = strlen(str);
    
    // 当进度没有加载满
    while(rate <= MAX_RATE)
   {
       printf("[%-100s][%d%%][%c]\r", bar, rate, str[rate % num]);
       fflush(stdout);
       usleep(STIME);                    
       bar[rate++] = STYLE;              
   }
    printf("\n");                         
}

ProgressBar.h

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

void ProgressBar_v1();
#define SIZE 101      //数组大小
#define MAX_RATE 100  //加载进度最大值
#define STYLE '#'     //加载符号
#define STIME 1000*40 //时间

Makefile

ProgressBar:main.c ProgressBar.c
   gcc -o $@ $^
.PHONY:clean
clean:
     rm -f ProgressBar

main.c

#include "ProgressBar.h"
		
int main()
{
    ProgressBar_v1();
    return 0;
}

我们在使用延时函数的时候使用了 usleep 函数，它与 sleep 相比就是，sleep 中以 s 为单位；usleep 中以 us 为单位。
运行成果：
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4.认识gdb

gdb是什么

gdb是一个调试程序
程序中出现的语法错误可以借助编译器解决；但逻辑错误则只能靠自己解决。实际场景中解决逻辑错误最高效的方法，就是借助调试工具对程序进行调试。

所谓调试（Debug），就是让代码一步一步慢慢执行，跟踪程序的运行过程。比如，可以让程序停在某个地方，查看当前所有变量的值，或者内存中的数据；也可以让程序一次只执行一条或者几条语句，看看程序到底执行了哪些代码。

也就是说，通过调试程序，我们可以监控程序执行的每一个细节，包括变量的值、函数的调用过程、内存中数据、线程的调度等，从而发现隐藏的错误或者低效的代码。

程序的发布方式有两种，debug模式和release模式
Linux gcc/g++出来的二进制程序，默认是release模式
要使用gdb调试，必须在源代码生成二进制程序的时候, 加上 -g 选项
debug为可以调试的版本，release为优化后的版本也就是测试版本了
Linux gcc/g++出来的是二进制文件，默认是release版本。
在VS中，我们可以按F10进入调试
在Linux我们依旧可以调试，要使用gdb调试，必须在源代码生成二进制程序的时候, 加上 -g 选项

Debug 通常称为调试版本，它包含调试信息，并且不作任何优化，便于程序员调试程序。
Release 称为发布版本，不包含调式信息，它往往是进行了各种优化，使得程序在代码大小和运行速度上都是最优的，以便用户很好地使用。
所以我们说调试就是在Debug版本的环境中，找代码中潜伏的问题的一个过程。

"Debug"和"Release"是软件开发过程中常见的两种构建（Build）配置。

Debug（调试）配置：

Debug 配置旨在方便开发人员在代码中进行调试和排查错误。
在 Debug 模式下，编译器会生成带有调试符号信息的可执行文件，这些符号信息包含了变量名、函数名和源代码行号等，以便在调试过程中能够准确地追踪错误。
Debug 配置通常会禁用一些优化，以便在调试过程中能够更好地观察程序的行为。
此配置的构建速度较慢，生成的可执行文件较大。

Release（发布）配置：

Release 配置旨在生成用于最终发布的、优化后的代码。
在 Release 模式下，编译器会对代码进行优化，以提高程序的执行效率和性能。
由于优化的存在，生成的可执行文件可能没有调试符号信息，并且可能会合并和删除一些不必要的代码。
Release 配置通常会启用各种优化策略，例如内联函数、循环展开和减少函数调用开销等，以提高代码的执行速度和资源利用率。
此配置的构建速度较快，生成的可执行文件较小。

在实际开发中，通常会使用 Debug 配置进行代码的开发、调试和测试，以便于快速定位和修复问题。而在准备发布软件时，会切换到 Release 配置，以生成性能更高、体积更小的最终可执行文件。

那在Linux上gcc/g++编译生成的可执行程序其实默认是release版本的，不包含调式信息，所以我们无法调式！

gdb的作用

GDB 全称“GNU symbolic debugger”，从名称上不难看出，它诞生于 GNU 计划（同时诞生的还有 GCC、Emacs 等），是 Linux 下常用的程序调试器。发展至今，GDB 已经迭代了诸多个版本，当下的 GDB 支持调试多种编程语言编写的程序，包括 C、C++、Go、Objective-C、OpenCL、Ada等。实际场景中，GDB 更常用来调试 C 和 C++程序。

总的来说，借助 GDB调试器可以实现以下几个功能：

程序启动时，可以按照我们自定义的要求运行程序，例如设置参数和环境变量；
可使被调试程序在指定代码处暂停运行，并查看当前程序的运行状态（例如当前变量的值，函数的执行结果等），即支持断点调试；
程序执行过程中，可以改变某个变量的值，还可以改变代码的执行顺序，从而尝试修改程序中出现的逻辑错误。

5、gdb的使用

GDB安装

1、通过包管理器进行安装

$ yum -y install gdb

2、源码安装GDB

在gdb源码包上面下载相应的版本进行安装即可。

3、查看GDB版本

输入gdb -v,即可查看当前安装的gdb的版本。

如果显示出gdb的版本，也说明了安装成功。

GDB的用法

GDB 的主要功能就是监控程序的执行流程。这也就意味着，只有当源程序文件编译为可执行文件并执行时，并且该文件中必须包含必要的调试信息（比如各行代码所在的行号、包含程序中所有变量名称的列表（又称为符号表）等），GDB才会派上用场。

所以在编译时需要使用 gcc/g++ -g 选项编译源文件，才可生成满足 GDB 要求的可执行文件
gdb常用指令：文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-836009.html

list／l 行号：显示binFile源代码，接着上次的位置往下列，每次列10行。

list／l 函数名：列出某个函数的源代码。

r或run：运行程序。

n 或 next：单条执行（逐过程执行）。

s或step：进入函数调用（逐语句执行）

break(b) 行号：在某一行设置断点 break 函数名：在某个函数开头设置断点

d 编号：删除断点

info break ：查看断点信息。

finish：执行到当前函数返回，然后停下来等待命令

print§：打印表达式的值，通过表达式可以修改变量的值或者调用函数

p 变量：打印变量值。

set var：修改变量的值

continue(或c)：从当前位置开始连续而非单步执行程序

run(或r)：从开始连续而非单步执行程序

delete breakpoints：删除所有断点

delete breakpoints n：删除序号为n的断点

disable breakpoints：禁用断点

enable breakpoints：启用断点

info(或i) breakpoints：参看当前设置了哪些断点

display 变量名：跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值

undisplay：取消对先前设置的那些变量的跟踪

until X行号：跳至X行

breaktrace(或bt)：查看各级函数调用及参数

info（i) locals：查看当前栈帧局部变量的值

quit：退出gdb=