linux开发C/C++

最近在部署项目的时候总是会遇到关于C++的编译问题，由于之前学习C++只是为了参加算法竞赛，缺少这一部分的知识，所以学习一下这一相关内容，并做一下记录

参考：VSCode开发C++七讲【基于VSCode和CMake实现C/C++开发 | Linux篇】https://www.bilibili.com/video/BV1fy4y1b7TC?p=17&vd_source=7f1982c56a437c7b00c3695687b7086d

linux上安装C/C++的开发环境

1. 安装编译器gcc,调试器gdb

• 安装命令：

sudo apt-get install build-essential gdb

• 检验安装：（通过查看版本号，如果正常显示则说明安装成功）

gcc --version
g++ --version
gdb --version	

2. 安装cmake

• 安装命令：

sudo apt-get install cmake

• 检验安装

cmake --version

GCC编译

GCC编译器是一种功能强大且自由的编程语言编译器，适用于Linux系统，能高效地编译和构建各种类型的软件。

一般使用GCC编译C代码，使用G++编译C++代码。

下面以G++编译C++代码为例子：

编译过程

在linux上使用G++编译C++的时候，输入的代码为: g++ a.cpp -o a,即可生成a.cpp对应的可执行文件，但是实际上这个代码包含着下面四个步骤。

1. 预处理

g++ -E a.cpp -o a.i  # 生成.i文件

2. 编译

g++ -S a.i -o a.s # 生成.s文件

3. 汇编

g++ -C a.s -o a.o  # 生成.o文件

4. 链接

g++ a.o -o a  # 生成可执行的bin文件

重要参数

参考：http://t.csdn.cn/atKWQ

列举几个常用的：

1. -g 编译带调试信息的可执行文件
2. -O 优化代码,加快执行等等 默认为O1 除此以外还有O0(不优化) / O1 / O2(最多用O2) / O3
3. -l(小写的L) 指定库文件，后面紧跟着库名 在/usr/lib 、/lib、/usr/local/lib里面的库直接用-l参数链接

g++ -lglog a.cpp

4. -L 指定库文件路径 如果想链接的库不在上面的三个目录中，需要指定路径

# 例如：想链接/home/ubuntu/下my库文件
g++ -L/home/ubuntu/ -lmy a.cpp

5. -I(大写I) 指定头文件搜索目录 如果头文件在/usr/include 目录下就不需要指定，默认会去那里找

   如果头文件不在，需要利用-I进行指定，指定的时候可以使用相对路径

# 例如：在/home/ubuntu下面有a.cpp中导入的头文件
g++ -I/home/ubuntu a.cpp

5. -Wall 打印警告信息

6. -W 关闭警告信息

7. -std=c++11 设置C++11的编译标准

8. -o 指定输出的文件名

9. -D 定义宏

编译生成库文件

# 最初目录结构
├── include
│   └── Swap.h
├── main.cpp
└── src
    └── Swap.cpp
# 文件关系
main.cpp调用Swap.cpp
Swap.cpp引用了Swap.h的头文件

编译生成静态库并进行链接生成可执行文件：

# 汇编生成Swap.o文件
g++ Swap.cpp -c -I../include
# 生成静态库libSwap.a
ar rs libSwap.a Swap.o
# 链接静态库并生成可执行文件:staticmain
g++ main.cpp -Iinclude -Lsrc -lSwap -o staticmain

编译生成动态库并进行链接生成可执行文件：

# 生成动态库libSwap.so
g++ Swap.cpp -I../include -fPIC -shared -o libSwap.so
## 上面命令等价于以下两条命令
# gcc Swap.cpp -I../include -c -fPIC
# gcc -shared -o libSwap.so Swap.o
# 链接生成可执行文件:sharemain
g++ main.cpp -Iinclude -Lsrc -lSwap -o sharemain

CMake

• CMake是一个跨平台的安装编译工具，可以用简单的语句来描述所有平台的安装(编译过程)。
• CMake可以说已经成为大部分C++开源项目标配

应用场景：对于一个工程，如果我们在工程中额外的添加了一个C++代码，对于不同的平台我们要进行不同的操作，而如果使用了CMake进行构建这个工程，额外的添加一个C++代码，我们只需要对CMakeLists.txt进行修改，在其他不同的平台上不需要进行不同的额外操作。

CMake语法介绍

• 基本语法格式：指令(参数 1 参数 2…)

• • 参数使用括弧括起
  • 参数之间使用空格或分号分开

• 指令是大小写无关的，参数和变量是大小写相关的

# 指令大小写无关 set与SET作用一样
set(HELLO hello.cpp) #  设置变量HELLO值是hello.cpp
SET(HELLO hello.cpp)
# 参数和变量是大小写相关的
add_executable(hello main.cpp HELLO.cpp) # 上面的变量HELLO是大写，这里想引用也一定要大写

• 变量使用${}方式取值，但是在if控制语句中是直接使用变量名

# 变量使用${}方式取值
ADD_EXECUTABLE(hello main.cpp ${HELLO}) 

# IF 控制语句中是直接使用变量名
if(HELLO)
if(${HELLO}) # 用法错误

重要指令

• cmake_minimum_required - 指定CMake的最小版本要求 （一般放在第一行进行指定）

  语法：cmake_minimum_required(VERSION 指定的最小版本号 [如果不符合的报错信息])

# 例如：CMake最小版本要求为2.8.3
cmake_minimum_required(VERSION 2.8.3)

• project - 定义工程名称，并可指定工程支持的语言

  语法：project(工程名称 [工程支持的语言1】 [工程支持的语言2])

# 例如：指定工程名为HELLOWORLD
project(HELLOWORLD)

• set - 显式的定义变量

  语法：set(变量 [变量值1】[变量值2])

# 例如：定义SRC变量，其值为main.cpp hello.cpp
set(SRC sayhello.cpp hello.cpp)

• include_directories - 向工程添加多个特定的头文件搜索路径 --->相当于指定g++编译器的-I参数

  语法：include_directories(路径1 路径2 …)

# 例如：将/usr/include/myincludefolder 和 ./include 添加到头文件搜索路径
include_directories(/usr/include/myincludefolder ./include)

• link_directories - 向工程添加多个特定的库文件搜索路径 --->相当于指定g++编译器的-L参数

  语法：link_directories(路径1 路径2 …)

# 例如：将/usr/lib/mylibfolder 和 ./lib 添加到库文件搜索路径
link_directories(/usr/lib/mylibfolder ./lib)

• add_library - 生成库文件

  语法：add_library(libname [指定库的类型：SHARED动态库|STATIC静态库|][ 资源1 资源2 … )

# 例如：通过变量 SRC其值为main.cpp hello.cpp 生成 libhello.so（动态库） 共享库
add_library(hello SHARED ${SRC})

• add_compile_options - 添加编译参数

  语法：add_compile_options(参数1 参数2 参数3 ....)

# 例如：添加编译参数 -Wall -std=c++11 -O2
add_compile_options(-Wall -std=c++11 -O2)

• add_executable - 生成可执行文件

  语法：add_library(可执行文件名称 待编译的代码1 待编译的代码2 … )

# 例如：编译main.cpp生成可执行文件main
add_executable(main main.cpp)

• target_link_libraries - 为 target 添加需要链接的共享库 --->相同于指定g++编译器-l参数

  语法：target_link_libraries(目标文件 链接的库1 链接的库2…)

# 例如：将前面add_library生成的hello动态库文件链接到add_executable生成的可执行文件main
target_link_libraries(main hello)

• add_subdirectory - 向当前工程添加存放源文件的子目录，并可以指定中间二进制和目标二进制存放的位置

  语法：add_subdirectory(要添加的源文件目录)

# 例如：添加src子目录，一定要确保src中需有一个CMakeLists.txt
add_subdirectory(src)

• aux_source_directory - 发现一个目录下所有的源代码文件并将列表存储在一个变量中，这个指令临时被用来自动构建源文件列表

  语法：aux_source_directory(文件所在的目录的路径 变量名)

#例如：定义SRC变量，其值为当前目录（.）下所有的源代码文件
aux_source_directory(. SRC) 
# 编译SRC变量所代表的源代码文件，生成main可执行文件
add_executable(main ${SRC})

CMake常用变量

• CMAKE_C_FLAGS gcc编译选项 或 CMAKE_CXX_FLAGS g++编译选项

# 例如：在CMAKE_CXX_FLAGS编译选项后追加-std=c++11
set( CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -std=c++11")

• CMAKE_BUILD_TYPE 编译类型(Debug, Release)

# 常用到
# 设定编译类型为debug，调试时需要选择debug
set(CMAKE_BUILD_TYPE Debug) 
# 设定编译类型为release，发布时需要选择release
set(CMAKE_BUILD_TYPE Release) 

• CMAKE_C_COMPILER：指定C编译器
• CMAKE_CXX_COMPILER：指定C++编译器
• EXECUTABLE_OUTPUT_PATH：可执行文件输出的存放路径
• LIBRARY_OUTPUT_PATH：库文件输出的存放路径

CMake编译工程

CMake目录结构：项目主目录存在一个CMakeLists.txt文件

两种方式设置编译规则：

1. 包含源文件的子文件夹包含CMakeLists.txt文件，主目录的CMakeLists.txt通过add_subdirectory添加子目录即可；
2. 包含源文件的子文件夹未包含CMakeLists.txt文件，子目录编译规则体现在主目录的CMakeLists.txt中；

编译流程

在 linux 平台下使用 CMake 构建C/C++工程的流程如下:

• 手动编写 CmakeLists.txt。
• 执行命令 cmake PATH生成 Makefile ( PATH 是顶层CMakeLists.txt 所在的目录 )。
• 执行命令make 进行编译。

两种构建方式

• 内部构建：

  内部构建会在同级目录下产生一大堆中间文件，这些中间文件并不是我们最终所需要的，和工程源文件放在一起会显得杂乱无章。

## 内部构建
# 在当前目录下，编译本目录的CMakeLists.txt，生成Makefile和其他文件
cmake .
# 执行make命令，生成target
make

• 外部构建：经常遇到 超级重要！！！！！

  将编译输出文件与源文件放到不同目录中

## 外部构建
# 1. 在当前目录下，创建build文件夹
mkdir build 
# 2. 进入到build文件夹
cd build
# 3. 编译上级目录的CMakeLists.txt，生成Makefile和其他文件
cmake ..
# 4. 执行make命令，生成target
make

CMake案例

反复看【基于VSCode和CMake实现C/C++开发 | Linux篇】https://www.bilibili.com/video/BV1fy4y1b7TC?p=19&vd_source=7f1982c56a437c7b00c3695687b7086d ！！！