Linux C++教程：从零开始的入门指南

Linux操作系统是一种开源的类 Unix 操作系统，它拥有庞大的社区支持和丰富的软件资源。C++编程语言则是一种通用、强大的面向对象的编程语言，具有性能高、可移植性强等优点，广泛应用于系统软件、游戏开发、数据分析等领域。

安装Linux环境和C++编译器

在开始编程之前，你需要在自己的计算机上安装Linux操作系统。以下是一些常用的Linux发行版及其安装方法：

• Ubuntu：官网下载，Ubuntu易于安装且有广泛的应用支持。

• CentOS：官网下载，一个基于Red Hat Enterprise Linux的免费操作系统。

• Fedora：官网下载，一个开发社区驱动的操作系统，适用于学习和开发。

安装Linux后，你需要安装C++编译器。以下是常用的C++编译器：

• GCC：GNU Compiler Collection，全球最常用的C++编译器，由GNU项目开发。

• Clang：由LLVM项目开发的C++编译器，提供高性能和跨平台支持。

配置编辑器和IDE

为了提高编程效率，建议安装一个集成开发环境（IDE）或代码编辑器。以下是一些建议的选项：

• VSCode：官方网站，开源、跨平台的编辑器，支持C++的大量扩展。

• IntelliJ IDEA：官方网站，由JetBrains开发的IDE，包含了C++开发所需的众多功能。

对于Linux命令行用户，可以使用以下命令安装IDE或编辑器：

sudo apt-get update
sudo apt-get install code
# 或者安装IntelliJ IDEA
sudo apt-get install intellij-idea-ultimate-edition

熟练掌握Linux的命令行操作对于编程非常有帮助。以下是一些基本的命令：

• ls：列出目录内容。
• cd：更改当前工作目录。
• mkdir：创建目录。
• rm：删除文件或目录。

配置编辑器或IDE时，通常需要设置一些环境变量，如C++编译器的路径。在~/.bashrc或~/.zshrc中添加：

export CC=gcc
export CXX=g++

然后执行以下命令以应用设置：

source ~/.bashrc

或

source ~/.zshrc

变量与数据类型

在C++中，定义变量需要指定其类型。以下是几个常见的数据类型示例：

int age = 25; // 整型
float height = 1.8; // 浮点型
char grade = 'A'; // 字符型
bool isPassed = true; // 布尔型

控制结构

控制结构用于控制程序的执行流程。C++支持以下类型的控制结构：

if (age > 18) {
    cout << "You are an adult." << endl;
}

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    cout << i << endl;
}

while (isPassed) {
    cout << "Congratulations!" << endl;
}

函数与模块化编程

函数是封装功能的代码块，便于复用和维护。以下是函数的基本定义：

void greet(const string& name) {
    cout << "Hello, " << name << "!" << endl;
}

在程序中调用：

greet("John");

Linux文件系统使用树形结构，根目录为/。

执行以下命令以创建目录并列出当前目录的内容：

mkdir myFolder
ls

使用cd命令切换到新目录：

cd myFolder

使用系统调用获取文件信息与路径操作

Linux提供了多种函数来获取文件信息，如stat和lstat。

#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>

void checkFileInfo(const string& filename) {
    struct stat info;
    if (stat(filename.c_str(), &info) == 0) {
        cout << "File: " << filename << endl;
        cout << "Type: " << (info.st_mode & S_IFMT) << endl;
        cout << "Size: " << info.st_size << " bytes" << endl;
    } else {
        perror("Error");
    }
}

类与对象、封装、继承和多态

C++的类定义了对象的蓝图，包含数据成员和成员函数。以下是一个简单的类定义：

class Person {
public:
    int age;
    string name;

    Person(int _age, string _name) : age(_age), name(_name) {}

    void introduce() {
        cout << "Hello, my name is " << name << " and I am " << age << " years old." << endl;
    }
};

异常处理与错误报告

在C++中，使用try-catch块来捕获和处理异常：

try {
    int age = 100;
    if (age < 0) {
        throw "Age cannot be negative!";
    }
    cout << "Age is valid." << endl;
} catch (const char* msg) {
    cout << "Caught exception: " << msg << endl;
}

使用标准模板库（STL）进行编程

STL提供了诸如容器（如vector和map）、算法（如sort和find）和迭代器等组件，简化了编程任务。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    std::vector<int> numbers = {5, 3, 9, 1, 6};
    std::sort(numbers.begin(), numbers.end());
    for (const auto& num : numbers) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

进程管理与线程

使用fork创建新进程，使用exec替换当前进程执行另一个程序，使用wait等待子进程完成：

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

int main() {
    pid_t pid = fork();
    if (pid == -1) {
        perror("Fork failed");
        return 1;
    }
    if (pid == 0) {
        printf("Child process\n");
    } else {
        printf("Parent process\n");
    }
    return 0;
}

对于多线程编程，可以使用<thread>库：

#include <thread>
#include <iostream>

void worker() {
    std::cout << "Thread running\n";
}

int main() {
    std::thread t(worker);
    t.join();
    return 0;
}

以上内容构成了从Linux环境搭建、C++基础语法到系统编程的基础知识，为深入学习和实践打下了坚实的基础。通过不断实践和探索，你将逐渐掌握C++在Linux环境下的强大功能。