オープンソースの力を活用する方法～Ubuntuの世界へようこそ～

Wie man GCC auf Ubuntu installiert und verwendet: Ein umfassender Leitfaden für Entwickler

Einrichtung der Entwicklungsumgebung
目次

1. Einführung

Was ist GCC?

GCC (GNU Compiler Collection) ist ein Open‑Source‑Compiler, der mehrere Programmiersprachen, darunter C und C++, kompilieren kann. Er wird häufig als Standard‑Compiler für viele Linux‑Distributionen verwendet.

Hauptfunktionen von GCC:

  • Unterstützt mehrere Sprachen wie C, C++, Fortran und Java.
  • Open‑Source und für jedermann frei verfügbar.
  • Ermöglicht schnelle und hochzuverlässige Kompilierung.

Warum GCC unter Ubuntu verwenden?

  1. Als Standardpaket bereitgestellt GCC ist in den offiziellen Ubuntu‑Repositorys enthalten, was die Installation erleichtert.
  2. Umfangreiche Dokumentation und Community‑Support Mit einer großen globalen Nutzerbasis gibt es reichlich Ressourcen für Fehlersuche und Anpassungen.
  3. Kostenlos nutzbar Sie können eine leistungsstarke Entwicklungsumgebung ohne Kosten erstellen.
  4. Einfache Anpassung Mehrere GCC‑Versionen können verwaltet werden, sodass Sie für jedes Projekt die optimale Umgebung konfigurieren können.

Zusammenfassung

Dieser Artikel stellt die Grundlagen von GCC und die Vorteile seiner Verwendung unter Ubuntu vor. GCC ist ein leistungsstarker, mehrsprachiger Compiler, der kostenlos verfügbar ist, und die Installation unter Ubuntu ist besonders einfach.

2. Vorbereitung

System aktualisieren und Abhängigkeiten prüfen

Zuerst aktualisieren Sie die Paketinformationen von Ubuntu auf die neueste Version. Dies hilft, Fehler bei der Installation zu vermeiden.

1. System aktualisieren

sudo apt update
sudo apt upgrade
  • sudo apt update : Aktualisiert die Paketliste.
  • sudo apt upgrade : Aktualisiert installierte Pakete auf die neuesten Versionen.

Hinweise:

  • Der Aktualisierungsvorgang kann mehrere Minuten dauern.
  • Wenn Sie anschließend zum Neustart aufgefordert werden, starten Sie das System neu.

Entwicklungswerkzeuge prüfen

Um GCC zu installieren, werden grundlegende Entwicklungswerkzeuge und Pakete benötigt. Führen Sie den folgenden Befehl aus, um sie zu installieren:

sudo apt install build-essential

Dieser Befehl installiert GCC und wesentliche Entwicklungswerkzeuge.

Beispiele für installierte Pakete:

  • gcc (C‑Compiler)
  • g++ (C++‑Compiler)
  • make (Build‑Werkzeug)

Installationsstatus prüfen

Verwenden Sie den folgenden Befehl, um die Installation zu überprüfen und die Version zu prüfen:

gcc --version

Beispielausgabe:

gcc (Ubuntu 9.4.0-1ubuntu1) 9.4.0
Copyright (C) 2021 Free Software Foundation, Inc.

Wenn dieses Ergebnis erscheint, ist GCC korrekt installiert.

Zusammenfassung der Vorbereitung

Sie haben nun die notwendigen Vorbereitungen für die Installation von GCC abgeschlossen.

  • System aktualisiert und aufgerüstet.
  • Erforderliche Pakete zur Einrichtung der Umgebung installiert.
  • Bestätigt, dass GCC installiert ist, und die Version geprüft.

3. GCC installieren

Grundlegender Installationsablauf

Unter Ubuntu kann GCC einfach aus dem offiziellen Repository installiert werden. Befolgen Sie die folgenden Schritte:

  1. Das Paket build-essential installieren
    sudo apt install build-essential

Dieser Befehl installiert GCC, G++ und weitere wesentliche Entwicklungswerkzeuge.

  1. Installationsfortschritt bestätigen Wenn Sie mit „Continue? (Y/n)“ aufgefordert werden, geben Sie „Y“ ein und drücken Sie die Eingabetaste.

Installation prüfen

Sobald die Installation abgeschlossen ist, überprüfen Sie die GCC‑Version:

gcc --version

Beispielausgabe:

gcc (Ubuntu 9.4.0-1ubuntu1) 9.4.0
Copyright (C) 2021 Free Software Foundation, Inc.

Wenn Versionsinformationen angezeigt werden, ist GCC erfolgreich installiert.

4. Grundlegende Verwendung von GCC

Erstellen und Kompilieren eines einfachen Programms

  1. Ein Beispielprogramm erstellen

Beginnen wir damit, ein einfaches „Hello, World!“-Programm zu erstellen.

nano hello.c

Wenn der Editor geöffnet wird, geben Sie den folgenden Code ein:

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello, World!\n");
    return 0;
}

Nachdem Sie den Code eingegeben haben, drücken Sie Ctrl + X, um zu speichern, und dann Y, um zu bestätigen.

Das Programm kompilieren

Als Nächstes kompilieren Sie das Programm mit GCC.

gcc hello.c -o hello

Befehlserklärung:

  • gcc : Der Compiler-Befehl.
  • hello.c : Die zu kompilierende Quelldatei.
  • -o hello : Gibt den Namen der Ausgabedatei (Executable) an.

Das Kompilierte Programm Ausführen

Führen Sie das kompilierte Programm mit dem folgenden Befehl aus:

./hello

Beispielausgabe:

Hello, World!

Wenn Sie diese Ausgabe sehen, wurde Ihr Programm korrekt kompiliert und ausgeführt.

Fehlerbehandlung

  1. Fehler durch Codefehler

Beispiel-Fehlermeldung:

hello.c: In function ‘main’:
hello.c:3:5: error: expected ‘;’ before ‘return’
    return 0;

Lösung:
Die Fehlermeldung zeigt die Zeilennummer, an der das Problem aufgetreten ist. Überprüfen und korrigieren Sie den Code.

  1. Compiler nicht gefunden

Beispiel-Fehlermeldung:

gcc: command not found

Lösung:
GCC ist möglicherweise nicht installiert. Installieren Sie es mit dem folgenden Befehl neu:

sudo apt install build-essential
  1. Laufzeitfehler

Beispiel-Fehlermeldung:

bash: ./hello: Permission denied

Lösung:
Erteilen Sie Ausführungsrechte für die Datei:

chmod +x hello
./hello

Optimierungsoptionen

GCC ermöglicht es Ihnen, Ihren Code für bessere Leistung zu optimieren.

Beispiel: Optimierungsstufen angeben

gcc -O2 hello.c -o hello
  • -O1 : Grundlegende Optimierungen.
  • -O2 : Fortgeschrittenere Optimierungen.
  • -O3 : Maximale Optimierung für Leistung.

Diese Optionen helfen, die Ausführungsgeschwindigkeit zu verbessern und die Codegröße zu reduzieren.

Zusammenfassung

Dieser Abschnitt hat erklärt, wie man ein grundlegendes Programm mit GCC schreibt, kompiliert und ausführt.

Wichtige Erkenntnisse:

  • Haben gelernt, wie man ein Beispielprogramm erstellt und kompiliert.
  • Wege zur Behandlung gängiger Fehler überprüft.
  • Haben gelernt, wie man Optimierungsoptionen verwendet, um die Programmleistung zu verbessern.

5. Mehrere Versionen Verwalten

Mehrere Versionen Installieren

Ubuntu ermöglicht es Ihnen, verschiedene Versionen von GCC gleichzeitig zu installieren. Folgen Sie den untenstehenden Schritten, um sie einzurichten.

  1. Verfügbare Versionen Überprüfen
    sudo apt search gcc-

Dieser Befehl listet die verfügbaren GCC-Versionen im Repository auf.

Beispielausgabe:

gcc-9 - GNU C compiler
gcc-10 - GNU C compiler
gcc-11 - GNU C compiler
  1. Die erforderlichen Versionen Installieren

Zum Beispiel GCC 9 und GCC 10 installieren:

sudo apt install gcc-9 gcc-10

Nach der Installation fahren Sie mit der Konfiguration des Versionswechsels fort.

Zwischen Versionen Wechseln

Verwenden Sie den Befehl update-alternatives, um GCC-Versionen einfach zu wechseln.

  1. Installierte GCC-Versionen Registrieren

Führen Sie die untenstehenden Befehle aus, um GCC-Versionen mit update-alternatives zu registrieren:

sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-9 90
sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-10 100

Diese Konfiguration gibt GCC 10 eine höhere Priorität.

  1. Die zu Verwendende Version Auswählen
    sudo update-alternatives --config gcc

Beispielausgabe:

There are 2 choices for the alternative gcc (providing /usr/bin/gcc).

  Selection    Path             Priority   Status
------------------------------------------------------------
* 0            /usr/bin/gcc-10  100       auto mode
  1            /usr/bin/gcc-9   90        manual mode
  2            /usr/bin/gcc-10  100       manual mode

Press <enter> to keep the current choice[*], or type selection number:

Geben Sie die Nummer der gewünschten Version ein.

Eine Spezifische Version pro Projekt Verwenden

Wenn Sie eine andere GCC-Version für spezifische Projekte verwenden möchten, passen Sie die symbolischen Links entsprechend an.

  1. Den Symbolischen Link Erstellen
    sudo ln -sf /usr/bin/gcc-9 /usr/bin/gcc
  1. Die Version Überprüfen
    gcc --version

Bestätigen Sie, dass die ausgewählte Version aktiv ist.

Zusammenfassung

Dieser Abschnitt hat behandelt, wie man mehrere GCC-Versionen installiert und mit update-alternatives zwischen ihnen wechselt.

Wichtige Erkenntnisse:

  • Installieren Sie die erforderlichen Versionen und verwalten Sie sie mit update-alternatives.
  • Konfigurieren Sie symbolische Links, um für jedes Projekt bestimmte Versionen zu verwenden.

6. Fehlerbehebung

Installationsfehler und Lösungen

Fehlerbeispiel 1: Paket nicht gefunden

E: Unable to locate package build-essential

Ursache:
Die Paketliste ist veraltet, oder die Repository‑Einstellungen sind falsch.

Lösung:
Aktualisieren Sie die Repository‑Informationen mit den folgenden Befehlen:

sudo apt update
sudo apt upgrade
sudo apt install build-essential

Zusätzliche Lösung:

sudo add-apt-repository universe
sudo apt update

Dies könnte das Auffinden des Pakets ermöglichen.

Fehlerbeispiel 2: Berechtigungsfehler

Permission denied

Ursache:
Der Befehl wurde nicht mit Administratorrechten ausgeführt.

Lösung:
Führen Sie die Installationsbefehle mit sudo aus:

sudo apt install build-essential

Kompilierzeit‑Fehler und Lösungen

Fehlerbeispiel 1: Compiler nicht gefunden

gcc: command not found

Ursache:
GCC ist nicht installiert, oder der PATH ist nicht korrekt konfiguriert.

Lösung:
Prüfen Sie, ob GCC installiert ist:

sudo apt install gcc

Falls bereits installiert, reparieren Sie den symbolischen Link:

sudo ln -s /usr/bin/gcc-10 /usr/bin/gcc

Fehlerbeispiel 2: Bibliothekslink‑Fehler

undefined reference to 'main'

Ursache:
Die main‑Funktion fehlt, oder es gibt Link‑Fehler.

Lösung:
Stellen Sie sicher, dass Ihr Code eine main‑Funktion enthält. Kompilieren Sie erneut mit den richtigen Optionen:

gcc -o output main.c -lm

Laufzeitfehler und Lösungen

Fehlerbeispiel 1: Keine Ausführungsberechtigung

bash: ./program: Permission denied

Ursache:
Die ausführbare Datei hat keine Berechtigung zum Ausführen.

Lösung:
Fügen Sie Ausführungsberechtigung hinzu:

chmod +x program
./program

Fehlerbeispiel 2: Fehlende Bibliotheken

error while loading shared libraries: libXXX.so: cannot open shared object file: No such file or directory

Ursache:
Eine benötigte Shared‑Bibliothek ist nicht installiert.

Lösung:
Identifizieren Sie die fehlende Bibliothek und installieren Sie sie:

sudo apt install libXXX-dev

Versionsverwaltungsfehler und Lösungen

Fehlerbeispiel: Versionswechsel wurde nicht angewendet

gcc --version

Wenn die Ausgabe den gewechselten Version nicht widerspiegelt, überprüfen Sie die update-alternatives‑Einstellungen erneut.

Lösung:

  1. Verfügbare Konfigurationen prüfen.
    sudo update-alternatives --config gcc
  1. Die korrekte Version auswählen.
  2. Den symbolischen Link aktualisieren.
    sudo ln -sf /usr/bin/gcc-9 /usr/bin/gcc

Zusammenfassung

Dieser Abschnitt erklärte häufige Fehler bei der GCC‑Installation und ‑Verwendung sowie spezifische Lösungen.

Wichtige Erkenntnisse:

  • Installationsfehler können durch Aktualisieren der Repositories und Korrigieren der Einstellungen behoben werden.
  • Kompilierzeitprobleme erfordern häufig die Überprüfung von Code oder Link‑Optionen.
  • Laufzeitfehler werden häufig durch fehlende Berechtigungen oder Bibliotheken verursacht.
  • Versionsverwaltungsprobleme können mit symbolischen Links und update-alternatives angepasst werden.

7. FAQ‑Bereich

Wie kann ich die neueste Version von GCC installieren?

Frage:
Ich möchte die neueste Version von GCC installieren, aber das Ubuntu‑Repository bietet nur ältere Versionen. Was kann ich tun?

Antwort:
Fügen Sie das PPA‑Repository hinzu und installieren Sie die neueste Version.

  1. Das PPA hinzufügen:
    sudo add-apt-repository ppa:ubuntu-toolchain-r/test
  1. Pakete aktualisieren:
    sudo apt update
  1. Die neueste GCC installieren:
    sudo apt install gcc-12
  1. Die Version prüfen:
    gcc --version

Wie deinstalliere ich GCC?

Antwort:
Führen Sie die folgenden Befehle aus:

sudo apt remove gcc
sudo apt autoremove

Um verwandte Entwicklungstools zu entfernen:

sudo apt remove build-essential

Was ist, wenn nur alte Versionen in update-alternatives angezeigt werden?

Antwort:
Fügen Sie die benötigte Version manuell hinzu:

sudo apt install gcc-12

sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-12 120

sudo update-alternatives --config gcc

Wie löse ich Abhängigkeitsfehler?

Antwort:
Versuchen Sie, das System zu aktualisieren:

sudo apt update
sudo apt upgrade

Falls nicht gelöst:

sudo apt --fix-broken install

Wie verwende ich verschiedene GCC-Versionen für bestimmte Projekte?

Antwort:

  1. Erstellen Sie einen lokalen symbolischen Link:
    ln -s /usr/bin/gcc-9 ./gcc
  1. Verwenden Sie ihn während der Kompilierung:
    ./gcc -o program program.c

Was soll ich tun, wenn ich „command not found“ erhalte?

Antwort:
Überprüfen Sie, ob GCC installiert ist:

dpkg -l | grep gcc

Falls nicht installiert, installieren Sie es erneut:

sudo apt install gcc

Falls der symbolische Link beschädigt ist, reparieren Sie ihn:

sudo ln -sf /usr/bin/gcc-10 /usr/bin/gcc

Zusammenfassung

Dieser Abschnitt behandelte häufige Fragen und praktische Lösungen im Zusammenhang mit der GCC-Nutzung.

Wichtige Erkenntnisse:

  • Die neueste Version kann über ein PPA-Repository installiert werden.
  • Deinstallation und Versionsverwaltung werden über update-alternatives durchgeführt.
  • Praktische Beispiele wurden bereitgestellt, um häufige Fehler zu lösen.

8. Fazit und nächste Schritte

Überblick über die wichtigsten Punkte

  1. Übersicht und Zweck von GCC
  • GCC unterstützt mehrere Programmiersprachen wie C und C++.
  • Ubuntu bietet über offizielle Repositorys einfachen Zugriff auf GCC.
  1. Installations- und Vorbereitungsschritte
  • Das System wurde aktualisiert und das Paket build-essential installiert.
  • Versionsprüfungen und Fehlersuche bei Abhängigkeiten wurden überprüft.
  1. Grundlegende Nutzung
  • Erlernt, wie man Beispielcode erstellt, kompiliert und ausführt.
  • Optimierungs- und Fehlermanagementtechniken wurden untersucht.
  1. Verwaltung mehrerer Versionen
  • update-alternatives wurde verwendet, um GCC-Versionen je nach Projekt zu wechseln.
  1. Fehlerbehebung und FAQ
  • Häufige Fehler und schrittweise Lösungen wurden besprochen.

Zusätzliche Ressourcen

  1. Offizielle Ubuntu-Dokumentation
  • Ubuntu Official Site bietet detaillierte Anleitungen zur Paketverwaltung und zu Entwicklungstools.
  1. Offizielle GCC-Dokumentation
  • GCC Manual bietet Anleitungen zur erweiterten Nutzung und Konfigurationsoptionen.
  1. Linux-Fehlerbehebungsressourcen
  • Linux Console enthält verschiedene Informationen zur Linux-Fehlerbehebung.
  1. Lernplattformen und Foren

Nächste Schritte

  1. GCC in realen Projekten einsetzen
  • Verwenden Sie GCC, um fortgeschrittenere Programme in Ihren Projekten zu erstellen.
  1. Funktionalität mit Bibliotheken erweitern
  • Integrieren Sie zusätzliche Bibliotheken, um die Projektfähigkeiten zu erweitern.
  1. Neue Werkzeuge und Sprachen lernen
  • Beherrschen Sie verwandte Entwicklungswerkzeuge und -sprachen, um Ihr Skillset zu erweitern.
  1. Der Open-Source-Community beitreten
  • Nehmen Sie an Foren oder Open-Source-Projekten teil, um praktische Erfahrung zu sammeln und Wissen zu teilen.

Abschließende Gedanken

Dieser Artikel führte durch jeden Schritt der Installation und Nutzung von GCC unter Ubuntu. Durch das Befolgen der hier vorgestellten Methoden und Fehlersuchpraktiken kann jeder eine zuverlässige Entwicklungsumgebung aufbauen.

Ein letzter Hinweis:
Verwenden Sie GCC, um Ihre Softwareideen zum Leben zu erwecken. Wenn Sie auf Probleme stoßen, schauen Sie erneut in die FAQ oder die referenzierten Ressourcen, um sie effizient zu lösen.

Der nächste Artikel wird die Kernsyntax und fortgeschrittene Entwicklungstechniken in C und C++ untersuchen. Bleiben Sie dran für Updates!

侍エンジニア塾