嵌入式Linux-C語言入門路線

2024/11/27
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對于學習嵌入式Linux開發(fā),務必先搞定C語言,這里的C語言既包括基礎的C語言語法,也包括對于Linux的調用和編程實現(xiàn),很多同學都容易忽視后者。

我之前寫過關于嵌入式Linux的整體路線,也不矛盾,因為嵌入式Linux有很多技術和方向,需要不斷的探索學習,今天主要說的是從C語言角度切入。

ARM+嵌入式Linux學習路線

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首先是C語言基礎學習思路:

對于C語言基礎,可以直接選擇一本書或者一個比較好的教程都可以,這部分是大同小異的。

我個人比較喜歡《C語言程序設計現(xiàn)代方法》這本書,也是我看了很多本C語言書籍之后的考量。

C語言的基礎知識主要包括:

一、基本語法

語句:C語言的代碼由一行行語句組成,語句是程序執(zhí)行的一個操作命令。C語言規(guī)定,語句必須使用分號結尾。

表達式:C語言的各種計算主要通過表達式完成。表達式是一個計算式,用來獲取值。

語句塊:C語言允許多個語句使用一對大括號{}組成一個塊,也稱為復合語句。

空格與注釋:空格主要用來幫助編譯器區(qū)分語法單位,增加代碼的可讀性。注釋是對代碼的說明,編譯器會忽略注釋。

二、數(shù)據(jù)類型

C語言提供了豐富的數(shù)據(jù)類型來支持不同的數(shù)據(jù)操作和存儲需求,包括:

整型:如char(1字節(jié))、short(2字節(jié))、int(通常為4字節(jié))、long(通常為4或8字節(jié))、long long(8字節(jié)),用于存儲整數(shù)值。

浮點型:如float(4字節(jié),單精度)、double(8字節(jié),雙精度)、long double(通常為8或16字節(jié),更高精度),用于存儲帶小數(shù)部分的近似值。

字符型:char類型用于存儲單個字符。

布爾型:_Bool類型用于存儲布爾值(true或false)。

指針型:指針是一種特殊的數(shù)據(jù)類型,用于存儲變量的內存地址。

數(shù)組型:數(shù)組是一種存儲相同類型數(shù)據(jù)的集合,可以通過索引訪問其中的元素。

結構體:struct用于定義一種包含不同數(shù)據(jù)類型成員的復合數(shù)據(jù)類型。

共用體:union用于定義一種可以存儲不同數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)結構,但只能同時存儲其中的一種數(shù)據(jù)類型。

枚舉型:enum用于定義一組具有離散取值的常量。

空類型:void表示沒有類型,用于返回沒有值(void函數(shù))或作為通用指針類型。

三、變量與常量

變量:變量是內存中的一塊區(qū)域,用于存儲數(shù)據(jù)。變量名必須以字母或下劃線開頭,只能包含字母、數(shù)字和下劃線,且不能使用C語言的關鍵字。變量需要先定義后使用,定義時需要指定其類型。

常量:常量是程序運行過程中值不變的量。在C語言中,常量可以用直接的數(shù)值表示,也可以通過#define預處理指令或const關鍵字定義。

四、運算符

C語言提供了豐富的運算符,包括:

算術運算符:如+(加)、-(減)、*(乘)、/(除)、%(取模)。

關系運算符:如==(等于)、!=(不等于)、>(大于)、<(小于)、>=(大于等于)、<=(小于等于)。

邏輯運算符:如&&(邏輯與)、||(邏輯或)、!(邏輯非)。

位運算符:如<<(左移)、>>(右移)、~(按位取反)、|(按位或)、^(按位異或)、&(按位與)。

賦值運算符:如=(賦值)、+=(加后賦值)、-=(減后賦值)等。

條件運算符:? :,用于實現(xiàn)簡單的條件判斷。

其他運算符:如逗號運算符,、指針運算符*和&、求字節(jié)運算符sizeof、強制類型轉換運算符(類型)等。

五、控制結構

C語言提供了三種基本控制結構來實現(xiàn)程序的流程控制:

順序結構:按照書寫順序執(zhí)行每條語句。

選擇結構:根據(jù)條件表達式的值選擇執(zhí)行不同的語句塊。C語言提供if語句和switch語句來實現(xiàn)選擇結構。

循環(huán)結構:在指定條件下重復執(zhí)行某些操作。C語言提供while語句、do-while語句和for語句來實現(xiàn)循環(huán)結構。

六、函數(shù)

函數(shù)定義:函數(shù)是完成特定功能的代碼塊。C語言中的函數(shù)包括標準庫函數(shù)和自定義函數(shù)。自定義函數(shù)需要按照一定的格式進行定義,包括函數(shù)返回類型、函數(shù)名和參數(shù)列表。

函數(shù)調用:通過函數(shù)名和參數(shù)列表來調用函數(shù),執(zhí)行函數(shù)體內的代碼。函數(shù)調用可以實現(xiàn)代碼的重用和模塊化編程。

函數(shù)參數(shù)傳遞:C語言采用值傳遞的方式傳遞函數(shù)參數(shù)。調用函數(shù)時,實參的值會復制給形參,函數(shù)體內對形參的修改不會影響實參的值。

七、指針

指針概念:指針是C語言中的一個重要概念,它存儲了變量的內存地址。通過指針,可以直接訪問和修改該地址上的數(shù)據(jù)。

指針運算:可以對指針進行算術運算(如加、減)和關系運算(如比較)。這些運算基于指針所指向的數(shù)據(jù)類型的大小進行。

指針與數(shù)組:數(shù)組名在大多數(shù)情況下被視為指向數(shù)組首元素的指針。因此,可以使用指針來遍歷和操作數(shù)組中的元素。

指針與函數(shù):可以將指針作為函數(shù)的參數(shù)和返回值,以實現(xiàn)動態(tài)內存分配、數(shù)組傳遞等功能。

八、輸入輸出

標準輸入輸出函數(shù):C語言提供了標準輸入輸出函數(shù),如printf()用于向標準輸出設備(通常是屏幕)輸出格式化的數(shù)據(jù),scanf()用于從標準輸入設備(通常是鍵盤)讀取格式化的數(shù)據(jù)。

文件輸入輸出:C語言還支持文件輸入輸出操作,可以使用fopen()、fclose()、fread()、fwrite()等函數(shù)進行文件的打開、關閉、讀取和寫入操作。

學完基礎知識想繼續(xù)提升就需要練習:

這里的練習有多種方法,我個人是學完之后就可以做單片機開發(fā)有關的項目了,通過項目中練習,但是這種方法門檻高,比較適合在校同學(而且是大一大二這種)。

對于求職就業(yè)更好的手段則是刷題,刷題可以先看面試題,這種題更多的是對于C語言基礎邏輯的考察,更適合入門刷題。

對于LeetCode這種算法題,則需要補充數(shù)據(jù)結構和常規(guī)算法的知識,不然會無法切入。這個我在之前的文章也說過,總得來說,編程學習是有所謂的嵌套知識的,你感覺難很大的原因都是你不知道什么知識嵌套進來了,看不懂搞定也是自然。

必須掌握的編程基礎“四大件”詳解

所以對于這種情況,我才有了一對一咨詢,幫忙同學快速入門的想法和服務,也是歡迎大家咨詢。

然后就是Linux上C語言編程的學習:

這步其實是可以直接開始的,但是由于很多C語言都是入門同學,上來直接搞Linux,很有可能被環(huán)境搞死,所以這個暫時往后放了。對于Linux下的學習也是分幾個步驟。

1.環(huán)境的使

你需要先安裝環(huán)境,這里涉及到虛擬機,鏡像系統(tǒng)的安裝,還有編程環(huán)境的搭建。然后就是上邊C語言基礎部分的實踐都可以在Linux下踐行。

2.編譯調試工具的學習

對于gcc,很多在Windows下編程的同學接觸是比較少,所以轉到Linux后這是首先需要了解學習的部分。

另外還有Makefile,這也是需要了解學習的部分,之前在Windows下都是集成好的。

至于調試工具,最常用的事GDB,這是一個很強大的工具,很多所謂的Linux高手都是因為玩的一手好調試,畢竟對于工作來說,解bug的時間比寫代碼都多,會調試是必須的。

3.最后就是Linux應用編程學習了:

到這里其實才是接近工作的真實場景,如果你之后想做的是Linux應用開發(fā)工程師,就需要學習這部分知識。

進程管理:理解Linux中的進程概念,學習如何創(chuàng)建和管理進程。

文件操作:學習如何在Linux中使用系統(tǒng)調用進行文件讀寫和其他文件操作。

網(wǎng)絡編程:掌握套接字編程,了解如何建立和管理網(wǎng)絡連接,實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

多線程編程:學習如何在Linux中創(chuàng)建和管理線程,理解并發(fā)和同步機制。

進程間通信IPC):了解如管道、消息隊列、共享內存和信號等進程間通信機制。

動態(tài)鏈接庫:了解Linux支持動態(tài)鏈接庫(共享庫)的概念,以及如何在運行時動態(tài)加載和卸載共享庫。

系統(tǒng)調用:理解系統(tǒng)調用是用戶空間程序和內核之間進行通信的方式,掌握常用的系統(tǒng)調用函數(shù),如open、read、write、close等。

操作系統(tǒng)API:學習如何使用Linux操作系統(tǒng)提供的API來實現(xiàn)應用需要完成的任務。

調試工具:掌握調試工具的使用方法,如GDB等,以便更好地解決程序中的問題。

性能優(yōu)化:了解如何進行性能優(yōu)化,包括代碼優(yōu)化、內存管理優(yōu)化等,以提高應用的運行效率。

4.最后,就是項目的練習

發(fā)現(xiàn)沒有,如果你連C語言還沒搞定,就想直接做項目,難度是很大的,因為你缺少很多必備的知識和學習方法,這不是正確的學習方法。

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