引言

Unix/Linux系统因其稳定性和强大的功能，在服务器、嵌入式系统、科研等领域得到了广泛应用。掌握Unix/Linux编程对于从事计算机相关工作的技术人员来说至关重要。本文将深入探讨Unix/Linux编程的核心概念，并通过实战教程帮助你轻松入门。

Unix/Linux编程基础

1. 文件系统

Unix/Linux的文件系统是其核心组成部分，了解文件系统结构对于编程至关重要。

  • 目录结构：Unix/Linux采用树状目录结构，根目录为/。
  • 文件类型：包括普通文件、目录、设备文件、管道等。
  • 文件权限：通过chmod命令设置，包括读（r）、写（w）、执行（x）等。

2. 进程管理

Unix/Linux中的进程是程序执行的一个实例，进程管理是Unix/Linux编程的基础。

  • 进程创建：使用fork()、exec()和wait()等系统调用来创建进程。
  • 进程通信：通过管道（pipe）、信号（signal）、共享内存（shared memory）等方式实现进程间通信。

3. 系统调用

系统调用是用户空间程序与内核空间交互的桥梁。

  • 常用系统调用：如open()、read()、write()、close()等。
  • 系统调用编程：需要了解系统调用的参数和返回值。

实战教程

1. 编写第一个Unix/Linux程序

以下是一个简单的C程序，它读取标准输入并输出到标准输出。

#include <stdio.h>

int main() {
    char buffer[1024];
    printf("Please enter a string: ");
    fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);
    printf("You entered: %s", buffer);
    return 0;
}

编译并运行此程序：

gcc -o hello hello.c
./hello

2. 进程创建与通信

以下是一个使用fork()和pipe()创建父子进程并实现进程间通信的C程序。

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

int main() {
    int pipefd[2];
    pid_t cpid;

    if (pipe(pipefd) == -1) {
        perror("pipe");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    cpid = fork();
    if (cpid == -1) {
        perror("fork");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (cpid == 0) { // 子进程
        close(pipefd[1]); // 关闭写端
        dup2(pipefd[0], STDIN_FILENO); // 将标准输入重定向到管道
        execlp("wc", "wc", NULL);
        perror("execlp");
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else { // 父进程
        close(pipefd[0]); // 关闭读端
        write(pipefd[1], "Hello, World!\n", 16);
        close(pipefd[1]); // 关闭写端
        wait(NULL); // 等待子进程结束
    }

    return 0;
}

编译并运行此程序：

gcc -o parent parent.c
gcc -o child child.c
./parent

3. 使用shell脚本

Shell脚本是一种简单的编程语言，用于自动化日常任务。

以下是一个简单的shell脚本，它计算两个数字的和。

#!/bin/bash

echo "Enter first number: "
read num1
echo "Enter second number: "
read num2

sum=$((num1 + num2))
echo "The sum is: $sum"

保存此脚本为sum.sh，并赋予执行权限：

chmod +x sum.sh

运行此脚本：

./sum.sh

总结

通过本文的学习，你应已掌握了Unix/Linux编程的基础知识和一些实战技巧。继续深入学习和实践，你将能够更好地利用Unix/Linux系统的强大功能。祝你编程顺利！