全文概要
本文详细介绍了 Ubuntu 16.04 系统安装之后的开发环境搭建过程，包括Shell(zsh/fish)、Git、Vim等必备工具，C/C++、Java与Python等编程语言SDK的安装与配置方法。
安装方式
Ubuntu系统中，安装软件通常有如下三种方式：apt-get、dpkg、源码编译安装。
apt-get
Ubuntu 软件源本质上是一个软件仓库，我们可以通过以下命令来从仓库中下载并安装软件：
1 | $ sudo apt-get install 软件包名 |
上面命令中提到的 apt-get 是 Ubuntu 系统中的一个包管理工具，通过该方式安装新软件的优缺点小结如下：
优点：官方源或PPA下载安装的软件版本经过多次测试验证，与本系统兼容性最好，且安装方便，一条命令就能搞定；
缺点：由于加入官方仓库的审核测试流程复杂而漫长，导致仓库中的软件版本通常都不是最新的，甚至落后好几个版本，无法使用其最新特性，在安装配置有特殊软件版本依赖的软件时，可能会出现版本不够的问题。
apt-get 安装文件的一些默认路径：
/var/cache/apt/archives：下载的软件存放位置；
/usr/share：安装后软件默认位置；
/usr/bin：可执行文件位置；
/usr/lib：库文件位置；
/etc：配置文件位置。
现在你知道为啥 apt-get install 前面总要加 sudo 了 —— 安装过程会要求足够的权限以访问上述路径。
apt-get 其它几个常用命令如下：
1 | # 卸载软件 |
apt-get是从软件仓库中获取并安装软件源的工具，Ubuntu会从以下两处加载配置：
/etc/apt/source.list
/etc/apt/source.list.d
前者是官方软件仓库源列表，包含绝大多数Ubuntu系统软件，默认是采用的官方中国镜像源，教育网推荐清华镜像源。此前，Ubuntu 还没有位于国内的镜像源，从 Ubuntu 官方源下载软件比较慢，所以通常需要更换软件源来加快下载速度。互联网上有很多开源镜像站点，具体见此处。选择源列表的时候，可以先使用 ping 命令测试一下网络速度，选择最快的源。
后者是一个目录，存放的是记录各PPA源镜像地址的配置文件，执行以下命令可以修改PPA源：
1 | # 新增PPA源 |
PPA软件源即 Personal Package Archives (个人软件包档案)。有些软件没有被选入 UBuntu 官方软件仓库，但为了方便Ubuntu用户使用，Launchpad 提供了PPA，允许用户建立自己的软件仓库，自由的上传软件。PPA也被用来对一些打算进入Ubuntu官方仓库的软件，或者某些软件的新版本进行测试。
Launchpad 是 Ubuntu 母公司 Canonical 有限公司所架设的网站，是一个提供维护、支援或联络 Ubuntu 开发者的平台。
无论是修改了官方源还是PPA源，都需要执行以下命令以更新软件源列表，使修改生效：
1 | $ sudo apt-get update |
dpkg
deb 是 debian 软件包安装格式，跟 red hat 的 rpm 非常相似，通常可以到软件产品的提供商的官方网站上找到 deb 安装包，最基本的安装命令是：
1 | $ dpkg -i 软件包名.deb |
此时若报缺乏特定依赖的错误，可以使用如下命令一键安装依赖：
1 | $ sudo apt-get -f install |
dpkg 是 Debian Package 的简写，是为 Debian 专门开发的套件管理系统，方便软件的安装、更新及移除。所有源自 Debian 的 Linux 发行版都使用 dpkg，例如 Ubuntu、Knoppix 等等。
通过该方式安装新软件的优缺点小结如下：
优点：在官方下载的指定系统的安装包后，版本最新，安装方便，一条命令就能搞定；
缺点：经常会因缺乏依赖导致安装出错，但好在也只需一条命令即可安装全部所需依赖。
Ubuntu 中所有 packages 的信息都在 /var/lib/dpkg/目录下，其中子目录 /var/lib/dpkg/info 用于保存各个软件包的配置文件列表.不同后缀名代表不同类型的文件，如:
.conffiles：记录软件包的配置文件列表
.list：保存软件包中的文件列表，用户可以从.list的信息中找到软件包中文件的具体安装位置
.md5sums：记录软件包的md5信息，用于包验证
.prerm：脚本在Debian升级包之前运行，主要作用是停止作用于即将升级的软件包的服务,直到软件包安装或升级完成
.postinst：脚本完成Debian包解开之后的配置工作，通常用于执行所安装软件包的相关命令和服务的重新启动
/var/lib/dpkg/available：文件的内容是软件包的描述信息，该软件包括当前系统所使用的Debian安装源中的所有软件包,其中包括当前系统中已安装的和未安装的软件包
以下是一些 dpkg 的常见用法：
1 | $ dpkg -i 软件包名.deb # 安装一个 Debian 软件包，如你手动下载的文件 |
源码编译
源码来源：
官方源码压缩包
从GitHub等软件仓库中拉取
通过此方式安装软件的优缺点小结如下：
优点：版本无疑最新，甚至还可以安装尚未正式释出的测试版，另还可灵活指定安装路径；
缺点：编译、配置步骤较为繁琐，经常需要查看错误日志定位问题。
编译安装的文件一般安装在/usr/local/filename
具体命令如下：
1 | $ cd 源码文件夹 |
关于此步骤，我在之前一篇博文中有写到：
以上命令会将此软件相关的文件都会”安装“到同一个文件夹/usr/local/软件名下去，这样做的一个显而易见的好处是：如果之后想要删除该文件，或安装更新版本时要求彻底卸载旧版本，只需删除此文件夹即可实现完全删除，再也不用担心由于卸载不干净导致影响新版本安装配置失败的问题。
然而这样做在方便软件管理的同时也带来了一个额外的操作：每次安装新命令时，需要配置PATH环境变量，将该命令的安装文件夹下的bin文件夹的绝对路径添加到原有PATH变量后方才能使用新安装软件命令：
2
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# 末尾增加一行 export PATH=$PATH:/usr/local/软件名/bin
$ source ~/.zshrc # 令新修改的配置文件生效
作为开发人员，大多时候还是更倾向于编译安装，后文中我会根据软件实际选择最合适的安装方式，让我们开始吧～
必备工具
Git
最方便的方式，当然是 Apt 安装：
1 | $ sudo apt-get install git |
缺点之前也说了，版本太老，截至到本文完成，在 Ubuntu 16.04 系统上通过该方式安装的 Git 版本才 2.7.4，而官方已经释出的版本到了 2.16.1，不多说，源码安装步骤如下：
1 | $ wget https://www.kernel.org/pub/software/scm/git/git-2.16.1.tar.gz # 拉取官方源码包 |
编程语言
C/C++
在Ubuntu下搭建C/C++编程环境，综合起来就是：Vim + GCC + GDB，其中 Vim 用于文本编辑，GCC 用于程序编译，GDB 用于代码调试。
其实刚装好的系统中已经有 GCC 了，但是这个 GCC 还无法编译文件，所以要安装 build-essential，作用是提供编译程序必须软件包的列表信息，也就是说编译程序有了这个软件包它才知道头文件在哪、库函数在哪，还会下载依赖的软件包，最后才组成一个开发环境。
安装编程环境，在终端中执行：
1 | $ sudo apt-get install build-essential |
GCC
GCC (GNU Compiler Collection)是一组编译工具的总称，支持多平台、多语言源文件到可执行文件的编译与生成。其中也包括 gcc(C编译器) 和 g++(C++编译器)。
在 GCC 内部寻找帮助，使用 gcc –help，如果想看 gcc 选项的完整列表使用 gcc -v –help 2>&1 | more。
GCC 基本语法格式如下：
1 | # 对于.c文件 |
命令选项参数及说明如下表：
| Option | Description |
|---|---|
| -c | 只对文件进行编译和汇编，但不进行连接，生成目标文件”.o” |
| -S | 只对文件进行编译，但不汇编和连接 |
| -E | 只对文件进行预处理，但不编译汇编和连接 |
| -g | 在可执行程序中包含标准调试信息 |
| -o file1 [file2] | 将文件file1编译成可执行文件file2 |
| -v | 打印出编译器内部编译各过程的命令行信息和编译器的版本 |
| -I dir | 在头文件的搜索路径列表中添加dir目录 |
| -L dir | 在库文件的搜索路径列表中添加dir目录 |
| -static | 强制链接静态库 |
| -lNAME | 连接名为libNAME的库文件 |
| -Wall -W | 开启GCC最常用的警告，GCC的warning一般格式为:file:line-number:message |
| -pedantic | 要求严格符合ANSI标准 |
| -Wconversion | 开启隐式类型转换警告 |
| -Wshadow | 开启同名变量函数警告 |
| -Wcast-qual | 开启对特性移除的cast的警告，如const |
| -o(-o1) | 对编译出的代码进行优化 |
| -o2 | 进行比-o高一级的优化 |
| -o3 | 产生更高级别的优化 |
| -os | 产生最小的可执行文件 |
| -pg | 开启性能测试，记录每个函数的调用次数与时长 |
| -ftest-coverage | 记录每一行被执行的次数 |
| -fprofile-arcs | 记录每个分支语句执行的频率 |
GDB
GDB 是一个用来调试 C/C++ 程序的功能强大的调试器，能在程序运行时观察程序的内部结构和内存使用情况,它主要提供以下功能：
- 监视程序中变量的值的变化
- 设置断点，使程序在指定的代码行上暂停执行，便于观察
- 单步执行代码
- 分析崩溃程序产生的core文件
通过在 GDB 下输入 help 或在命令行上输入 gdb h 查看关于 gdb 选项说明的简单列表。键入 help 后跟命令的分类名。可以获得该类命令的详细清单。搜索和 word 相关的命令可用 apropos word。
为使 GDB 能正常工作，必须在程序编译时包含调试信息。即 -g 选项。前文有讲解。
简单的调试步骤示例：
- 载入test可执行文件：gdb test –silent
- 运行：run/r
- 查看程序出错的地方：where
- 查看出错函数附近的代码：list/l
- 打开堆栈：backtrace/bt
- 单步调试：next/n或step
- 查看可疑表达式值：print var
- 在可疑行打断点：break linenum
- 重新运行会在断点处停止。用 set variable 修改变量值
- 继续运行：continue，看结果是否正确
- 退出gdb：quit
再放一张 GDB 命令示意图：
Java
高级编程语言都会有自己专门的开发环境，即 Software Development Kit，简称 SDK，对于 Java 而言，最常用的就是 Oracle 公司提供的 JDK，全称是 Java SE Development Kit，现在官网最新版本是 jdk-8u161。
下载最新版本的 JDK 准备之后安装，如果系统预先安装好了 OpenJDK ，需要先将其卸载，否则可能出现冲突：
1 | $ sudo apt-get purge openjdk/openjdk* |
解压 JDK ，并移动到指定位置：
1 | $ tar zxvf jdk-8u161-linux-x64.tar.gz |
配置环境变量：
1 | $ vim ~/.zshrc |
验证安装版本：
1 | $ java -version # 显示：java version "1.8.0_161" |
Python
Ubuntu系统自带 Python 环境，Python 2 和 Python 3 都有，可以通过以下命令检查版本：
1 | $ python -V |
官网截止到本文发表时的最新 Python 版本分别为 2.7.14 和 3.6.4，下载两个版本 .xz 的 Python 源码并进行编译安装，步骤类似，以 Python 2.7.14 为例：
1 | # Ubuntu中先要安装ssl相关依赖 |
执行 configure 脚本时可以通过 prefix 参数指定安装路径，默认会将可执行文件放至 /usr/local/bin 下。
pip
Python 语言的优势主要体现在其拥有功能强大的 库 ，或者说是 依赖模块，例如：Numpy 适用于科学计算领域，Pandas 则带来强大的矩阵计算能力，Matplotlib、Seaborn 提供了样式繁多的绘图模板使得 Python 成为数据可视化领域一个有力工具，HTTP方面也有 urllib3、requests 等，而 Flask 更是一个性能优秀、功能完备的网络框架。
为加快项目产品迭代进度，不去重复造轮子，Python 编程的过程中不可避免地需要使用诸多成熟库，对于这些依赖库的管理(安装、升级、卸载等)一般使用 pip 包管理器，基本全部的常用库的稳定版本都可以直接从 pip
的软件源中下载，常用命令如下：
1 | $ sudo -H pip install package_name # 安装 |
源码安装的 Python 3 中会将最新版本的 pip 一并安装，通过 pip 安装的库会被安装至 /usr/local/lib/python3.6/site-packages。而 python 2 在编译安装时则不会安装 pip ，可通过以下方式安装：
1 | $ wget https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py |
和 Python 分为 python2 和 python3 一样，pip 同样分为 pip2 和 pip3 ，且分别为当前安装的 python2 和 python3 服务，即 pip2 安装的包只供 python2 环境导入使用的，pip3 安装的包只供 python3 环境导入使用。
参考资料
[1]Ubuntu的使用-apt-get与dpkg
[2]Ubuntu软件源
[3]build-essential的作用
[4]在Ubuntu下搭建C/C++编程环境
[5]Ubuntu 16.04 安装 JDK
[6]在Ubuntu中安装Python的几种方法
[7]从源码安装 Python3.6.3 后lsb_release失效-Stack Overflow
[8]pip 缺少 TLS/SSL Module
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