概述

程序开发需要一系列工具，这些工具可能功能重合，也可能互相包含。但是总的来说，需要完成下面一些功能：

l 编辑

l 编译

l 自动化构建

l 调试

l 版本管理

l 性能分析

l 静态代码分析

l 测试

编译器

编译器有一系列的功能，包括预处理、编译、汇编、链接等。

GCC

原为GNU C Compiler的缩写，后改为GNU Compiler Collection。是一套编程语言编译器，是GNU工具链（toolchain）的主要组成部分。

GNU工具链除了GCC之外还包括make、GDB、binutils、M4等工具，其中Binutils（二进制工具链）包括as（汇编器）、ld（链接器）、ar（静态库打包）、nm（显示符号列表）、objcopy（复制目标文件）、objdump（反汇编及显示二进制文件信息）、strip（移除符号）等等。

LLVM

LLVM是一个自由软件项目，它是一种编译器基础设施，以C++写成。它是为了任意一种编程语言而写成的程序，利用虚拟技术创造出编译时期、链接时期、运行时期以及“闲置时期”的最优化。它最早以C/C++为实现对象，而当前它已支持包括ActionScript、Ada、D语言、Fortran、GLSL、Haskell、Java字节码、Objective-C、Swift、Python、Ruby、Rust、Scala以及C#等语言。

自动化构建工具

自动化构建（Build automation）指自动创建软件组建的一组进程，包括将计算机源代码编译成二进制码、将二进制码包装成软件包以及运行自动化测试。

自动化构建工具（Build automation utilities）允许自动化简单且重复的任务，这些工具会通过以正确的、特定的顺序执行任务并运行每个任务来计算如何达到目标。其又可分为任务导向工具与产品导向工具：任务导向工具用以描述网络在特定集合任务方面的依赖性；产品导向工具则根据其生成的的产品来描述事物。

make兼容

这类构建工具都使用Makefile作为描述语言。

l make：类Unix OS中的make，通过读取makefile文件来实现软件的自动化构建。

l GNU make：GNU make或者gmake是Linux和OS X上make的标准实现。相较于原始的make，GNU make提供了一些额外的函数和功能。

l nmake：nmake是Windows下的make实现，是Visual Studio的一部分，Visual Studio随附的命令行build工具（现已被MSBuild代替）。

CMake

CMake是个一个开源的跨平台自动化建构系统，用来管理软件建置的程序，并不相依于某特定编译器。并可支持多层目录、多个应用程序与多个库。 它用配置文件控制建构过程（build process）的方式和Unix的make相似，只是CMake的配置文件取名为CMakeLists.txt。

CMake并不直接建构出最终的软件，而是产生标准的建构档（如Unix的Makefile或Windows Visual C++的projects/workspaces），然后再依一般的建构方式使用。这使得熟悉某个集成开发环境（IDE）的开发者可以用标准的方式建构他的软件，这种可以使用各平台的原生建构系统的能力是CMake和其他类似系统的区别之处。

Ant

Ant是一个将软件编译、测试、部署等步骤联系在一起加以自动化的一个工具，大多用于Java环境中的软件开发。由Apache软件基金会所提供。默认情况下，它的buildfile名为build.xml。每一个buildfile含有一个<project>和至少一个预设的<target>，这些targets包含许多task elements。每一个task element有一个用来被参考的id，此id必须是唯一的。

Maven

Maven是一个软件（特别是Java软件）项目管理及自动构建工具，由Apache软件基金会所提供。基于项目对象模型（POM）概念，Maven利用一个中央信息片断能管理一个项目的构建、报告和文档等步骤。

Maven也可被用于构建和管理各种项目，例如C#，Ruby，Scala和其他语言编写的项目。

Gradle

Gradle是一个基于Apache Ant和Apache Maven概念的项目自动化建构工具。它使用一种基于Groovy的领域特定语言（DSL）来声明项目设置，而不是传统的XML。

当前其支持的语言限于Java、Groovy和Scala，计划未来将支持更多的语言。

VCBuild/MSBuild

MicroSoft Build Engine，通常叫做MSBuild，是来自于微软的开源的自动化构建工具集。是Visual Studio IDE的一部分（用于替代nmake）。虽然是VS的一部分，MSBuild也可以独立运作。

MSBuild就是原来的VCBuild，两者有一些不同，例如VCBuild所使用的项目文件扩展名为vcproj，而MSBuild的则为vcxproj，在此不一一例举。

MSBuild的功能包括对源代码及托管代码（managed code，微软的术语，类似于Java字节码的中间代码）的编译、打包、测试、部署。

源码编辑器

源码编辑器本质上就是文本编辑器，有一些为编码而特有的功能，比如语法高亮、自动缩进、自动补全、括号配对、代码折叠、代码跳转等等。以下是一些源码编辑器：

l Atom：由GitHub开发的自由、开放源代码、基于Electron的的文字与代码编辑器，支持macOS、Windows和Linux操作系统，支持Node.js所写的插件，并内置由Github提供的href=”https://zh.wikipedia.org/wiki/Git“>Git版本控制系统。

l Sublime Text：跨平台的专有源码编辑器，原生支持许多编程语言和Markup语言。支持的平台包括Windows、OS X、Linux。

l Source Insight：Source Dynamics公司推出的代码编辑器。销售者认为它不仅仅用于代码编辑，也可以用于对大型项目的代码进行分析和理解。仅支持Windows。

l Notepad++：Windows下的自由软件，文本和源码编辑器。

l Emacs：一个跨平台的文本编辑器家族。

l Vi/Vim：类Unix操作系统下的字符界面文本编辑器，可使用各种语法高亮插件进行代码编辑。

l gedit：GNOME桌面环境下的兼容UTF-8的文本编辑器，有语法高亮。

l xcode（OS X）：Xcode是苹果公司向开发人员提供的集成开发环境，用于开发macOS、iOS、WatchOS和tvOS的应用程序。

l VSCode：Visual Studio Code是一个由微软开发的，跨平台、开放源代码、基于Electron的的代码编辑器，它支持测试，并内置了Git 版本控制功能，同时也具有开发环境功能。

调试器

调试器（Debugger）指一种用于调试其它程序的计算机程序及工具。能够让代码在指令模拟器（ISS）中可以检查运行状况以及选择性地运行，以便排错、调试。

当程序死机时，如果调试工具是属于来源阶段调试工具（source-level debugger）或象征阶段调试工具（symbolic debugger），调试工具即可以显示出错误所在位置的源代码，并使其于集成开发环境里也能看见。要是属于低级调试工具（low-level debugger）或机器语言调试工具（machine-language debugger）的话，它将能显示的是一行一行的反汇编码。

典型的调试工具通常能够在程序运行时拥有以下这些功能，例如单步运行（single-stepping）、利用中断点（breakpoint）使程序遇到各种种类的事件（event）时停止（breaking）（一般用于使程序停止在想要检查的状态）、以及追踪某些变量的变化。有些调试工具也有能力在想要调试的程序在运行状态时，去改变它的状态，而不仅仅只是用来观察而己。

l GDB：GNU Debugger，是GNU软件系统中的标准调试器，如今许多的类UNIX OS上都可以使用GDB，而现有GDB所能支持调试的编程语言有C、C++、Pascal以及FORTRAN。

l WinDbg：是Microsoft Windows上的多用途调试器，可从微软网站上免费下载安装使用。可用于调试用户态下的应用程序、驱动程序，以及核心态下的操作系统自身。该软件是GUI界面，但与更为著名但功能稍弱的Visual Studio Debugger几乎完全不同。

l Visual Studio Debugger：是Visual Studio随附的调试器，继承了很多CodeView（Visual C++随附的独立调试器）的特点和功能。

l SoftICE：一个工作在Windows核心模式下的调试器。常用于软件的逆向工程，例如破解软件的保护，或寻找软件的注册码。

版本控制工具

版本控制（Revision control）被用来追踪、维护源码、文件以及配置文件等等的改动，并且提供控制这些改动控制权的程序。

版本控制工具可以分成中央式和分布式两种，传统上版本控制系统都是采用中央式系统：所有版本控制的工作在一个服务器进行，由中央权威管理访问权限“锁上”文件库中的文件，一次只让一个开发者工作。

2000年后，TeamWare、BitKeeper、和GNU开始用分布式系统：开发者直接在各自的本地文件库工作，并容许多个开发者同时更动同一文件，而各个文件库有另一个合并各个改变的功能。这个方式让开发者能不靠网络也能继续工作，也让开发者有充分的版本控制能力，而不需经中央权威许可。分布式系统仍然可以有文件上锁功能。

分布式系统Linux内核的发明人Linus Torvalds就是分布式版本控制系统的支持者，他开发了当前被开源社群广泛使用的分布式版本控制系统Git。

版本控制工具很喜欢用三个字母的缩写，且大都是C、V、S、R、N

BitKeeper

BitKeeper是一套BitMover公司开发的href=”https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%88%86%E5%B8%83%E5%BC%8F%E7%89%88%E6%9C%AC%E6%8E%A7%E5%88%B6“>分布式版本控制软件，它曾是一款专有软件，现已开源，其主要竞争对手是Git和Mercurial。BitMover公司总裁曾设计TeamWare。

BitKeeper的许多概念取自TeamWare。它的主要卖点是“分布式”版本控制工具，不同于中心式的CVS或SVN。

CVS（停更）

CVS（Concurrent Version System）是一款较早期的开源的中央式版本控制软件，最后一次稳定版本2008年发布，现已被SVN、Git等逐渐取代。

很多著名开源项目都曾以CVS作为版本管理系统，比如Gnome、KDE、Gimp、Wine等。

VSS（停更）

Microsoft Visual SourceSafe是美国微软公司出品的版本控制系统，简称VSS。VSS的最后一个稳定版本发布于2005年。

软件支持Windows系统所支持的所有文件格式，兼容Check out-Modify-Check in（独占工作模式）与Copy-Modify-Merge（并行工作模式）。VSS通常与微软公司的Visual Studio产品同时发布，并且高度集成。

Perforce

指Perforce公司发布的中央式版本控制工具Helix Core，之前叫Helix。被设计用于大尺度的代码开发环境。

ClearCase

Rational公司推出的一系列软件开发工具组合，其中包括中央式的版本控制功能。

RCS（停更）

Revision Control System，简称RCS，是最早的版本控制工具SCCS的替代，初始开发于1982年，最后一个稳定版本发布于2015年。

SVN

Apache Subversion，简称SVN，一个开放源代码的版本控制系统，相较于RCS、CVS，它采用了分支管理系统，它的设计目标就是取代CVS。互联网上很多版本控制服务已从CVS转移到Subversion。

Git

是一个开源的href=”https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%88%86%E6%95%A3%E5%BC%8F%E7%89%88%E6%9C%AC%E6%8E%A7%E5%88%B6“>分布式版本控制软件，最初由Linus Torvalds创作，于2005年以GPL发布。最初目的是为更好地管理Linux内核开发而设计。

git最初的开发动力来自于BitKeeper和Monotone。git最初只是作为一个可以被其他前端（比如Cogito或Stgit）包装的后端而开发的，但后来git内核已经成熟到可以独立地用作版本控制。很多著名的软件都使用git进行版本控制，其中包括Linux内核、X.Org服务器和OLPC内核等项目的开发流程。

Mercurial

Mercurial是跨平台的分布式版本控制软件，主要由Python语言实现，但也包含用C语言实现的二进制比较工具。Mercurial一开始的主要运行平台是Linux，现在Mercurial已经移植到Windows、Mac OS X和大多数的类Unix系统中。Mercurial主要由命令行程序组成，现在也有了图形用户界面。

Mercurial的主要设计目标包括高性能、可扩展性、分散性、完全分布式合作开发、能同时高效地处理纯文本和二进制文件，以及分支和合并功能，以此同时保持系统的简洁性。Mercurial也包括一个集成的Web界面。

静态程序分析工具

静态程序分析（Static program analysis）是指在不运行计算机程序的条件下，进行程序分析的方法。大部分的静态程序分析的对象是针对源代码，也有些静态程序分析的对象是目标代码。

静态程序分析一词多半是指配合静态程序分析工具进行的分析，人工进行的分析一般称为程序理解（Program comprehension）或代码审查（code review）。

静态程序分析工具列表：https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_tools_for_static_code_analysis

动态程序分析工具

动态程序分析（Dynamic program analysis）是在程序执行的时候进行的分析。动态分析为了更加有效，目标程序必须测试足够多的输入来观察程序的行为。

代码覆盖

代码覆盖（Code coverage）是软件测试中的一种度量，描述程式中源代码被测试的比例和程度，所得比例称为代码覆盖率。

Gcov是一个GNU的代码覆盖测试工具。

内存错误检查

内存错误检查（Memory error detection）用于检查各种和内存相关的错误，比如越界、内存泄露等。著名的内存错误检查工具有：

l AddressSanitizer

l BoundsChecker

l Dmalloc

l Purify

l Valgrind

性能分析工具

性能分析（Performance analysis，Profiling）用于衡量软件的时间/空间复杂度，函数的调用频率和耗时，某个特定指令的使用等。最终的目的是对程序做优化。

性能分析工具列表：https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_performance_analysis_tools

GUI 设计工具

GUI设计工具（GUI Builder、GUI Designer），用于简化GUI界面设计的工具，通过WYSIWYG（所见即所得）的拖拽方式实现界面的设计。

较知名的GUI设计工具有Motif、wxWidgets、DreamWeaver等。

此外很多IDE也自带GUI设计工具，比如Eclipse、IntelliJ IDEA、Visual Studio、Qt Creator、Android Studio等等。

IDE

集成开发环境（Integrated Development Environment）是以上种种工具的组合，它至少包括源码编辑器、自动化构建工具，通常还包括调试器，有些还包括编译器/解释器（有些使用独立的编译器）、各种静态程序分析工具、各种动态程序分析工具。有的时候还包括版本控制工具和GUI设计工具。这些模块可能是被调用的独立的工具，也可能是嵌在IDE里的功能模块。

虽然有些IDE支持多种编程语言，但通常来说，IDE是针对特定语言打造的。

Eclipse

Eclipse是著名的跨平台开源集成开发环境（IDE）。最初主要用来Java语言开发，当前亦有人通过插件使其作为C++、Python、PHP等其他语言的开发工具。

Eclipse的本身只是一个框架平台，但是众多插件的支持，使得Eclipse拥有较佳的灵活性，所以许多软件开发商以Eclipse为框架开发自己的IDE。

IntelliJ IDEA

IntelliJ IDEA是一种商业化销售的Java集成开发环境软件，由JetBrains软件公司(前称为IntelliJ)发展，提供Apache 2.0开放式授权的社区版本以及专有软件的商业版本，开发者可选择其所需来下载使用。

CLion

CLion是JetBrains公司开发的跨平台（Windows、Linux、MacOS）的C/C++ IDE 开发工具，支持C++11 、C++14、libc++以及Boost。使用CMake作为构建工具，支持GCC、Clang作为编译器，以及GDB、LLDB和Google Test作为调试工具。

CLion也可以通过插件支持其他语言：Kotlin、Python、Rust、Swift等。

PyCharm

PyCharm是一个用于计算机编程的集成开发环境（IDE），主要用于Python语言开发，由捷克公司JetBrains开发，提供代码分析、图形化调试器，集成测试器、集成版本控制系统，并支持使用Django进行网页开发。

PyCharm是一个跨平台开发环境，拥有Microsoft Windows、macOS和Linux版本。社区版在Apache许可证下发布，另外还有专业版在专用许可证下发布，其拥有许多额外功能。

WebStorm

WebStorm是一个JetBrains开发的跨平台的IDE，主要用于Web、JavaScript和TypeScript的开发。JetBrains的很多其他IDE可以通过插件支持WebStorm的功能。

Android Studio

Android Studio是一个为Android平台开发程序的集成开发环境。2013年5月16日在Google I/O上发布，可供开发者免费使用。

Android Studio基于JetBrains IntelliJ IDEA，为Android开发特殊定制，并在Windows、OS X和Linux平台上均可运行。

Visual Studio

Microsoft Visual Studio（简称VS或MSVS）是微软公司的开发工具包系列产品。VS是一个基本完整的开发工具集，它包括了整个软件生命周期中所需要的大部分工具，如UML工具、代码管控工具、集成开发环境（IDE）等等。所写的目标代码适用于微软支持的所有平台，包括Microsoft Windows、Windows Phone、Windows CE、.NET Framework、.NET Compact Framework和Microsoft Silverlight。

而Visual Studio .NET是用于快速生成企业级http://ASP.NET Web应用程序和高性能桌面应用程序的工具。Visual Studio包含基于组件的开发工具（如Visual C#、Visual J#、Visual Basic和Visual C++），以及许多用于简化基于小组的解决方案的设计、开发和部署的其他技术。

Cloud9 IDE（在线）

Cloud9 IDE是一个在线集成开发环境，从2.0版到3.0版都是以开放性源代码的形式发布的。它支持多种编程语言，主要包括C，C++，PHP，Ruby，Perl，Python，JavaScript在 Node.js和Go两种平台上的应用。 它几乎是用JavaScript编写成的，并使用Node.js作为后台服务器。编辑器组件使用Ace(editor)。

Cloud9于2016年7月被亚马逊收购。截至2018年3月，在Cloud9原有网站上注册的账户有的还在使用，但新注册的账户可能不会通过审核，这是因为Cloud9现在是亚马逊网络服务器(AWS)的一部分，因此，新用户必须拥有一个AWS的帐户才能使用Cloud9的服务。

Jupyter Notebook

Jupyter项目旨在“为数十种编程语言的交互式计算开发开源软件，开放标准和服务”。 2014年从IPython中衍生出来，Jupyter项目支持几十种语言的执行环境。Jupyter项目的名称是对Jupyter支持的三种核心编程语言的引用，这三种语言是Julia、Python和R。

Jupyter项目开发并支持交互式计算产品Jupyter Notebook、JupyterHub和JupyterLab（Jupyter Notebook的下一代版本）。

Jupyter Notebook（前身是IPython Notebook）是一个基于Web的交互式计算环境，用于创建Jupyter Notebook文档。Notebook一词可以通俗地引用许多不同的实体，主要是Jupyter Web应用程序、Jupyter Python Web服务器或Jupyter文档格式（取决于上下文）。Jupyter Notebook文档是一个JSON文档，遵循版本化模式，包含一个有序的输入/输出单元格列表，这些单元格可以包含代码、文本（使用Markdown语言）、数学、图表和富媒体，通常以“.ipynb”结尾扩展。