Linux编程从入门到精通

第一篇　系统环境
第1章　Linux系统概述 2
1.1　计算机操作系统简介 2
1.1.1　操作系统的概念 2
1.1.2　操作系统的基本功能 3
1.1.3　主要操作系统介绍 3
1.2　Linux操作系统介绍 4
1.2.1　Linux的来源 4
1.2.2　什么是Linux 5
1.2.3　Linux的特性及优点 7
1.2.4　为什么要选择Linux 8
1.2.5　内核的组成 8
1.3　主流Linux操作系统及发行版本 10
1.3.1　Linux内核的版本 10
1.3.2　Linux的发行版本 10
1.4　小结 11
第2章　shell环境 12
2.1　shell介绍 12
2.1.1　shell的种类 12
2.1.2　如何进入shell 13
2.1.3　如何使用shell 14
2.2　shell编程基础 15
2.2.1　创建和运行shell脚本程序 15
2.2.2　shell环境变量 16
2.2.3　常用的shell命令 18
2.2.4　管道与重定向的使用 19
2.2.5　shell变量的使用 21
2.2.6　shell运算符的应用 22
2.2.7　在shell脚本中进行条件控制 23
2.2.8　在shell脚本中使用for循环 25
2.2.9　在shell脚本中使用while循环 26
2.2.10　在shell脚本中使用until循环 27
2.2.11　在shell脚本中使用函数 27
2.3　综合实例 28
2.3.1　实例需求 28
2.3.2　系统设计 28
2.3.3　程序代码 28
2.4　小结 33
第二篇　C语言及编程环境
第3章　C语言简介 36
3.1　C语言概述 36
3.1.1　C语言的发展简史 36
3.1.2　C语言的特点 37
3.2　C语言的组成元素 37
3.2.1　字符集 37
3.2.2　标识符 38
3.2.3　关键字 38
3.2.4　常量的类型 38
3.2.5　变量的类型 39
3.2.6　变量的存储类型 40
3.2.7　变量的作用域 42
3.2.8　运算符 42
3.2.9　注释方法 43
3.3　语句与控制结构 43
3.3.1　表达式语句的组成 43
3.3.2　复合语句 44
3.3.3　函数调用语句 44
3.3.4　控制语句 44
3.3.5　循环控制语句 47
3.3.6　转移语句 48
3.4　函数与程序结构 48
3.4.1　库函数 48
3.4.2　用户自定义函数 49
3.5　数组 49
3.5.1　一维数组的定义和使用 49
3.5.2　多维数组的定义和使用 50
3.6　结构 52
3.6.1　结构的定义 52
3.6.2　结构成员的引用 53
3.7　指针 53
3.7.1　指针的概念 54
3.7.2　指针的定义和使用 54
3.7.3　指针变量的运算 55
3.8　综合实例 56
3.8.1　冒泡排序算法原理 56
3.8.2　冒泡排序算法实现 56
3.9　小结 58
第4章　vi编辑器 59
4.1　vi编辑器概述 59
4.1.1　vi的启动 59
4.1.2　vi的操作方式 59
4.1.3　vi编辑器的功能键 60
4.1.4　退出vi编辑器 61
4.2　vi编辑器的命令 62
4.2.1　光标移动命令 62
4.2.2　滚动屏幕命令 62
4.2.3　文本编辑命令 63
4.2.4　文本删除命令 63
4.2.5　文本修改命令 64
4.2.6　文本移动命令 64
4.2.7　搜索命令 65
4.2.8　ex转义命令 65
4.3　vi编辑器的选项 66
4.3.1　选项的含义 66
4.3.2　选项的设置方式 67
4.4　小结 68
第5章　gcc编译器 69
5.1　编译过程简述 69
5.1.1　预编译过程 69
5.1.2　编译的过程 71
5.1.3　优化及汇编的过程 71
5.2　链接过程简述 72
5.2.1　链接的过程 72
5.2.2　静态链接与动态链接 73
5.3　gcc编译器简述 73
5.3.1　程序的编译与链接 74
5.3.2　gcc编译器的工作过程 74
5.4　gcc编译器语法 75
5.4.1　常用语法 75
5.4.2　用gcc编译器生成可执行文件 76
5.4.3　用gcc编译器生成动态链接库 76
5.4.4　如何使用动态链接 77
5.4.5　gcc编译器常见错误排除 78
5.5　小结 78
第6章　make的使用 79
6.1　makefile介绍 79
6.2　makefile的书写规则 80
6.2.1　基本语法规则 80
6.2.2　定义变量 80
6.2.3　环境变量 81
6.2.4　通配符的使用 81
6.2.5　使用条件判断 82
6.2.6　在makefile中使用函数 82
6.2.7　使用make与直接使用gcc脚本的区别 84
6.3　make工具 84
6.3.1　运行make命令 84
6.3.2　make命令的工作过程 85
6.3.3　在makefile中使用伪目标 85
6.3.4　make命令的返回值 86
6.4　综合实例 86
6.4.1　makefile应用的环境 86
6.4.2　makefile的实现及解释 86
6.5　小结 87
第7章　程序调试 88
7.1　错误处理 88
7.1.1　使用标准错误输出 88
7.1.2　使用errno全局变量 89
7.1.3　使用错误信号处理 90
7.1.4　使用assert断言 91
7.1.5　内存泄露的检查 92
7.1.6　其他可能的内存错误 93
7.2　gdb介绍 94
7.2.1　利用gdb调试的前提 94
7.2.2　启动gdb的方法 94
7.2.3　gdb的基本功能 95
7.3　使用gdb进行调试实例 97
7.4　小结 98
第8章　创建与使用库 99
8.1　函数库介绍 99
8.1.1　系统函数库的使用 99
8.1.2　用户自定义函数库的创建和使用 100
8.2　库函数与系统调用 102
8.2.1　系统调用介绍 103
8.2.2　库函数介绍 104
8.3　动态库的创建与使用 105
8.4　综合实例 108
8.5　小结 109
第三篇　输入输出及进程管理
第9章　文件操作 112
9.1　Linux文件系统简述 112
9.1.1　逻辑磁盘分区管理 112
9.1.2　文件系统的建立与挂载 114
9.1.3　虚拟文件系统 117
9.1.4　ext2文件系统 117
9.1.5　文件类型 119
9.1.6　文件权限管理 120
9.2　文件基本操作 125
9.2.1　文件编程的基本概念 125
9.2.2　文件的创建与打开 126
9.2.3　文件的读写 130
9.2.4　文件的关闭与删除 133
9.2.5　文件的随机存取 135
9.3　文件安全编程 137
9.3.1　文件的属主及用户组编程 137
9.3.2　设置文件权限（UGO模式） 139
9.3.3　设置文件权限（ACL模式） 141
9.4　文件属性编程 145
9.5　目录编程 148
9.6　综合实例 152
9.6.1　ELF文件格式 152
9.6.2　程序实现 152
9.7　小结 156
第10章　标准输入输出库 157
10.1　标准I/O的基本概念 157
10.1.1　流 157
10.1.2　缓存 158
10.1.3　标准输入、标准输出及标准错误输出 160
10.2　使用标准I/O进行文件操作 162
10.2.1　打开关闭流文件 162
10.2.2　单字符方式读写 162
10.2.3　行方式读写 164
10.2.4　二进制方式读写 166
10.2.5　格式化输入/输出 168
10.2.6　在流文件中定位 170
10.3　综合实例 171
10.4　小结 174
第11章　界面程序设计——Qt 175
11.1　Qt简述 175
11.1.1　Qt的组成 175
11.1.2　Qt的优点 175
11.2　Qt开发包的安装 176
11.3　Qt集成开发环境介绍 177
11.3.1　启动设计器 177
11.3.2　设计器界面元素介绍 178
11.4　Qt程序开发 179
11.4.1　建立新项目 179
11.4.2　设计窗口 179
11.4.3　添加事件处理程序 181
11.4.4　添加主程序 182
11.5　Qt程序的生成 183
11.6　小结 184
第12章　界面程序设计——GTK+ 185
12.1　GNOME与KDE 185
12.1.1　Linux图形界面原理 185
12.1.2　X协议 185
12.1.3　GNOME与KDE 的启动 186
12.1.4　GNOME与KDE的区别 187
12.2　使用GTK+进行开发 187
12.2.1　GTK+的安装 187
12.2.2　GTK+程序的初始化与退出 187
12.2.3　GTK+的事件处理 188
12.2.4　使用GTK+实现HelloWorld 189
12.2.5　编译GTK+程序 191
12.2.6　在GTK+中使用控件 191
12.3　综合实例 192
12.3.1　实例需求 192
12.3.2　实例代码及解释 192
12.4　小结 194
第13章　进程 195
13.1　进程的基本概念 195
13.1.1　进程的属性 195
13.1.2　进程的内存映像 197
13.1.3　进程组 198
13.1.4　进程的会话 199
13.1.5　进程的控制终端 201
13.1.6　进程的状态 202
13.1.7　进程的优先级 204
13.2　进程的运行环境 206
13.2.1　进程的入口函数 206
13.2.2　进程的环境变量 211
13.2.3　进程的内存分配 213
13.3　进程的创建 214
13.3.1　调用fork创建进程 214
13.3.2　调用exec系列函数执行程序 216
13.3.3　调用system创建进程 219
13.4　进程的终止 220
13.4.1　调用exit退出进程 220
13.4.2　调用wait等待进程退出 220
13.5　小结 222
第14章　信号 223
14.1　信号的基本概念 223
14.1.1　信号的定义 223
14.1.2　信号的来源 224
14.1.3　信号的分类 224
14.2　信号的安装及处理 226
14.2.1　信号的处理方式 226
14.2.2　用signal安装信号 226
14.2.3　用sigaction安装信号 228
14.2.4　信号的阻塞处理 230
14.2.5　信号集的操作 232
14.2.6　未决信号的处理 233
14.2.7　等待信号 234
14.2.8　信号处理函数的实现 236
14.3　信号的发送 238
14.3.1　使用kill发送信号 238
14.3.2　使用sigqueue发送信号 239
14.4　SIGALRM信号 240
14.4.1　安装SIGALRM信号 240
14.4.2　设置定时器 241
14.5　SIGCLD信号 242
14.5.1　子进程的退出过程 242
14.5.2　SIGCLD信号的处理 243
14.6　小结 244
第四篇　进程间通信(IPC)及网络编程
第15章　进程间通信——管道 246
15.1　进程间通信概念 246
15.2　管道的概念及分类 247
15.2.1　管道的概念及特点 247
15.2.2　管道的分类 248
15.3　管道编程 249
15.3.1　创建管道 249
15.3.2　读写管道 251
15.3.3　关闭管道 253
15.3.4　管道I/O 253
15.4　命名管道编程 255
15.4.1　创建管道 255
15.4.2　打开管道及读写 257
15.4.3　管道的删除 259
15.5　小结 259
第16章　进程间通信——消息队列 260
16.1　System V进程间通信概述 260
16.1.1　Shell环境控制IPC 260
16.1.2　进程间通信关键字 262
16.1.3　进程间通信标识符 262
16.1.4　IPC权限许可结构 263
16.2　消息队列基本概念 264
16.2.1　队列 264
16.2.2　消息 264
16.2.3　消息队列 265
16.3　消息队列编程 266
16.3.1　键值生成函数 266
16.3.2　创建消息队列 267
16.3.3　消息发送 270
16.3.4　消息接收 272
16.3.5　控制消息队列 274
16.4　小结 276
第17章　进程间通信——共享内存 277
17.1　共享内存基本概念 277
17.1.1　共享内存编程模型 277
17.1.2　共享内存的映射 277
17.1.3　共享内存数据结构 278
17.2　共享内存编程 279
17.2.1　创建共享内存 279
17.2.2　映射共享内存 281
17.2.3　删除共享内存映射 282
17.2.4　控制共享内存 283
17.3　小结 285
第18章　进程间通信——信号量 286
18.1　PV操作原理 286
18.1.1　PV操作的来源 286
18.1.2　PV操作的定义 287
18.1.3　PV操作的应用 288
18.2　信号量基本概念 290
18.2.1　Linux信号量简介 290
18.2.2　信号量的控制结构 291
18.3　信号量编程 291
18.3.1　创建信号量 291
18.3.2　信号量操作 293
18.3.3　信号量控制 296
18.4　综合实例——利用信号量实现生产者-消费者模型 299
18.4.1　需求 300
18.4.2　需求分析与设计 300
18.4.3　实现代码及分析 300
18.5　小结 303
第19章　Linux网络环境 304
19.1　计算机网络基础 304
19.1.1　计算机网络分类 304
19.1.2　网络拓扑结构 305
19.1.3　网络通信协议 306
19.1.4　OSI参考模型 307
19.2　TCP/IP协议概述 309
19.2.1　TCP/IP分层模型 309
19.2.2　TCP/IP协议族 310
19.2.3　网络地址 311
19.2.4　端口 313
19.3　客户机/服务器模型 314
19.4　传输控制协议 316
19.4.1　连接建立 316
19.4.2　连接关闭 316
19.4.3　TCP数据报格式 318
19.5　用户数据报协议 319
19.6　小结 319
第20章　基本套接口编程 320
20.1　套接口编程简述 320
20.1.1　半相关与全相关 321
20.1.2　地址族与协议族 321
20.1.3　面向连接与面向无连接 322
20.1.4　套接口类型 322
20.1.5　字节序 323
20.1.6　套接口连接方式 324
20.1.7　数据传输方式 325
20.2　套接口数据结构 326
20.2.1　套接口地址结构 326
20.2.2　通用套接口地址结构 327
20.2.3　主机名称数据结构 327
20.2.4　服务名称数据结构 329
20.2.5　通用数据收发结构 330
20.3　基本套接口函数 331
20.3.1　字节操作函数 331
20.3.2　字节序操作函数 333
20.3.3　地址转换函数 334
20.3.4　套接口函数 337
20.4　套接口选项 352
20.4.1　套接口选项函数 352
20.4.2　SO_KEEPALIVE选项 352
20.4.3　SO_LINGER选项 353
20.4.4　SO_RCVBUF和SO_SNDBUF选项 355
20.4.5　SO_RCVTIMEO和SO_SNDTIMEO选项 356
20.4.6　SO_REUSEADDR和SO_REUSEPORT选项 357
20.5　TCP套接口编程 357
20.5.1　重复服务器编程 357
20.5.2　并发服务器编程 357
20.6　UDP套接口编程 362
20.6.1　UDP编程模型 363
20.6.2　UDP客户/服务器编程 363
20.7　小结 366
第21章　综合实例——银行代理收费服务器 367
21.1　程序需求 367
21.2　程序实现 367
21.3　小结 379
附录　Linux下常见C函数字母索引 380