CGAL 在 Windows QT(MinGW) 的环境搭建

必要的说明

• CGAL 介绍

  • CGAL 的全称是 Computational Geometry Algorithms Library，计算几何算法库。

  • 它是使用 C++ 语言编写的开源软件，遵从 GPL & LGPL 双重开源协议。

  • 它被广泛应用于几何计算相关的领域，提供众多计算几何相关的数据结构与算法诸如三角剖分，Voronoi 图，多边形，多面体，曲线整理及其应用，网格生成，几何处理，凸壳算法，搜索结构，插值，形状分析，拟合，距离等。当前版本 5.0。

  • C++ 编译器需求：要支持 C++ 14 及以上。

    +	-	-
    Linux	GNU g++ 6.3 及以上	Clang 8.0.0
    MS Windows	GNU g++ 6.3 及以上	MS Visual C++ 14.0/15.9/16.0
    MacOS X	GNU g++ 6.3 及以上	Apple Clang 7.0.2/10.0.1

  • 直接依赖的软件/库有（针对 CGAL 5.0 版本）：

    +	+	-
    QT	v5.9.0 及以上	跨平台应用程序和 UI 框架。
    CMake	v3.1 及以上	一个跨平台编译器
    STL	-	C++ 标准模板库
    Boost	v1.57 及以上	“准”标准库
    GMP	v4.2 及以上	开源多精度数学运算库，GNU Multiple Precision Arithmetic。
    MPFR	v2.2.1 及以上	开源多精度数学运算库，GNU Multiple Precision Floating-Point Reliably。

  • 可选的第三方拓展库。非必须，见附录。

• 安装配置步骤 ：

  • 基础环境
    • 系统： Windows 10
    • GCC ： 7.3.0 (MinGW-W64, QT包内安装)
  • 准备的软件有
    qt-opensource-windows-x86-5.14.0.exe
boost_1_72_0.zip
CGAL-5.0-Setup.exe
cmake-3.16.2-win64-x64.msi
  1. 安QT（包含了GCC/STL/Qt Creater）
  2. 编译安装Boost
  3. 安装CGAL(以及Gmp)
  4. 安装CMake
  5. 编译CGAL
  6. 编译一个CGaL 案例

安装和配置

1. 安装QT

1. 安装时注意勾选选择组件
   • Qt 5.14.0 -> MinGW 7.3.0 32-bit
   • Qt 5.14.0 -> MinGW 7.3.0 64-bit
   • Qt 5.14.0 -> Qt Charts
   • Qt 5.14.0 -> Qt Quick 3D
   • Qt 5.14.0 -> Qt Script
   • Developer and Designer Tools -> Qt Creater
   • Developer and Designer Tools -> MinGW 7.3.0 32-bit
   • Developer and Designer Tools -> MinGW 7.3.0 64-bit
2. 添加环境变量，我的安装位置为 C:\Qt 。
   C:\Qt\Qt5.14.0\5.14.0\mingw73_64\bin
   C:\Qt\Qt5.14.0\Tools\mingw730_64\bin
3. 测试一下QT Creater创建项目能否编运行。
4. 在 CMD 中输入命令,有版本信息回应即编译器 OK 。

   `C:\Users\XLong> gcc -v`
   

2. 编译安装Boost

1. 在D盘创建新目录 *D:\CGAL* , Boost 解压到该目录下。CMD 进入目录，执行命令如下。

   D:\CGAL\boost_1_72_0> bootstrap.bat gcc
   

2. 然后执行下面命令，等半天。

   D:\CGAL\boost_1_72_0> b2 --build-type=complete toolset=gcc stage
   

3. 添加系统环境变量.
   BOOST_INCLUDE ： D:\CGAL\boost_1_72_0
   BOOST_LIBRARY ： D:\CGAL\boost_1_72_0\stage\lib
4. 创建QT控制台项目测试一下，首先把 .pro 文件内添加

   INCLUDEPATH += D:\CGAL\boost_1_72_0\
   

   然后写 main.cpp ，代码如下

   #include 
   #include 
   #include 
   using namespace boost;
   using namespace std;
   int main(int argc, char *argv[])
   {
       QCoreApplication a(argc, argv);
       timer t;
       cout<<"max timespan:"<

   得到结果是这样的就OK了

   max timespan:596.523
   min timespan:0.001
   now time elapsed:0.001
   

3. 安装CGAL

1. 安装到一块好找，*D:\CGAL\CGAL-5.0* ，选64位，勾选自动设置环境变量。具体步骤如下
   -> Next
   -> I Agree
   -> Next
   -> 选择 64-bits -> Next
   -> 选择 D:\CGAL\CGAL-5.0 -> Next
   -> 选择 All users，勾选 CGAL_DIR ,勾选 Add xx to the PATH -> Install
   -> Next
   -> Finish。
2. 如果弹出对话框说没设置好环境变量，手动添加一下这个位置到系统环境变量。
   D:\CGAL\CGAL-5.0\auxiliary\gmp\lib

4. 安装CMake

1. 安装到 *D:\CGAL\CMake* ,选64位，勾选自动设置环境变量
   -> Next
   -> I Accept -> Next
   -> 选择 Add for all users -> Next
   -> 选择 *D:\CGAL\CMake* -> Next
   -> Install
   -> Finish。
2. CMD 执行，应该出版本信息。

   C:\Users\XLong> cmake -v
   

   假设无法识别命令，手动添加环境变量 D:\CGAL\CMake\bin 。
3. 测试，新建目录 *D:\CGAL\CMake\CmakeTest* ，在该目录下新建两个文件。
   test.cpp 内代码如下

   // test.cpp
   #include 
   using namespace std;
   int main()
   {
   	cout<<"Hello Cmake!"<

   CMakeLists.txt 代码如下

   # CMakeLists.txt
   cmake_minimum_required(VERSION 3.0)
   project(test)
   set(SOURCE test)
   add_executable(${PROJECT_NAME} ${SOURCE})
   

   然后 CMD 进入该目录相继执行执行，注意那个 . 点

   D:\CGAL\CMake\CmakeTest> cmake -G "MinGW Makefiles" .
   D:\CGAL\CMake\CmakeTest> mingw32-make
   

   最后执行，看到该目录下多了一个 test.exe ，点开有 Hello 就对了。

5. 用 CMake 编译 CGAL

1. 打开图形界面 D:\CGAL\CMake\bin\cmake-gui.exe ，填写

   • Where is the source code： D:/CGAL/CGAL-5.0
   • Where to build the binaries： D:/CGAL/CGAL-5.0/Build

2. 然后。
   -> Configure ，（弹出创建 /Build 文件夹选确定）
   -> 选择 MinGW Makefiles -> Use default native compilers -> Finish

3. 如果出现这种错误，一定是找不到对应点路径。不出错直接看 4

   CMake Error at D:/CGAL/CMake/share/cmake-3.16/Modules/FindPackageHandleStandardArgs.cmake:146 (message):
   Could NOT find Boost (missing: Boost_INCLUDE_DIR) (Required is at least version 1.48 )
   

   • 首先勾选cmake-gui.exe主界面的 Grouped 和 Advanced 选框，展开 Boost 选项卡,
   • Boost_DIR： D:/CGAL/boost_1_72_0
   • Boost_INCLUDE_DIR： D:/CGAL/boost_1_72_0
   • 然后 Generate。

   还可能出现这种错误，一定是找不到对应点路径。不出错直接看 4

   CMake Error at D:/CGAL/CMake/share/cmake-3.16/Modules/FindPackageHandleStandardArgs.cmake:146 (message):
   Could NOT find Boost (missing: thread system) (found suitable version "1.72.0", minimum required is "1.48")
   

   • 展开 Boost 选项卡，把
   • Boost_ATOMIC_LIBRARY_DEBUG-NOTFOUND 的手动添加位置。
   • 到 *D:\CGAL\boost_1_72_0\stage\lib* 里找，他们分别是（关于命名看附录），

     D:/CGAL/boost_1_72_0/stage/lib/libboost_atomic-mgw73-mt-sd-x64-1_72.a
     D:/CGAL/boost_1_72_0/stage/lib/libboost_atomic-mgw73-mt-s-x64-1_72.a
     D:/CGAL/boost_1_72_0/stage/lib/libboost_chrono-mgw73-mt-sd-x64-1_72.a
     D:/CGAL/boost_1_72_0/stage/lib/libboost_chrono-mgw73-mt-s-x64-1_72.a
     D:/CGAL/boost_1_72_0/stage/lib/libboost_date_time-mgw73-mt-sd-x64-1_72.a
     D:/CGAL/boost_1_72_0/stage/lib/libboost_date_time-mgw73-mt-s-x64-1_72.a
     
     D:/CGAL/boost_1_72_0/stage/lib/libboost_system-mgw73-mt-sd-x64-1_72.a
     D:/CGAL/boost_1_72_0/stage/lib/libboost_system-mgw73-mt-s-x64-1_72.a
     D:/CGAL/boost_1_72_0/stage/lib/libboost_thread-mgw73-mt-sd-x64-1_72.a
     D:/CGAL/boost_1_72_0/stage/lib/libboost_thread-mgw73-mt-s-x64-1_72.a
     

   • Boost_INCLUDE_DIR： D:/CGAL/boost_1_72_0
   • 展开 BUILD选项卡:
     勾选 BUILD_SHARED_LIBS
   • 展开 CGAL选项卡:
     勾选 CGAL_Boost_USE_STATIC_LIBS
     取消勾选 CGAL_HEAD_ONLY
   • 展开 CMAKE选项卡:
     添加CMAKE_INSTALL_PREFIX: D:/CGAL/CGAL-5.0/CGAL
     添加CMAKE_BUILD_TYPE: Release
   • 点击 Generate 。

4. Genernate 后将会出现下面的提示，查看 *D:\CGAL\CGAL-5.0\Build* 目录看到新生成很多 .cmake 文件。

     Configuring done
     Generating done
   

5. CMD 进 D:/CGAL/CGAL-5.0/Build/ 目录，执行

   D:\CGAL\CGAL-5.0\Build> cmake .
   D:\CGAL\CGAL-5.0\Build> mingw32-make
   D:\CGAL\CGAL-5.0\Build> mingw32-make install
   

6. 查看 D:/CGAL/CGAL-5.0/CGAL/ 目录生成文件。

7. 测试一下
   创建 QT 控制台应用程序，命名为 CGALTest，然后在 CGALTest.pro 中添加代码如下

   INCLUDEPATH += D:/CGAL/CGAL-5.0/include/
   INCLUDEPATH += D:/CGAL/boost_1_72_0/
   

   main.cpp 代码如下

   #include 
   #include 
   #include 
   typedef CGAL::Simple_cartesian Kernel;
   typedef Kernel::Point_2 Point_2;
   typedef Kernel::Segment_2 Segment_2;
   typedef Kernel::Segment_2 Segment_2;
   using namespace std;
   int main(int argc, char *argv[])
   {
       QCoreApplication a(argc, argv);
       Point_2 p(1, 1), q(10, 10);
       cout << "p = " << p <

   • 展开 Boost 选项卡,
     • Boost_DIR： D:/CGAL/boost_1_72_0
     • Boost_INCLUDE_DIR： D:/CGAL/boost_1_72_0
   • 展开 CMAKE 选项卡,
     • CMAKE_BUILD_TYPE： Release
     • CMAKE_INSTALL_PREFIX： D:/CGAL/CGAL-5.0/examples/Triangulation_2/Output
   • 然后 Generate。
8. Genernate 后将会出现下面的提示，查看 *D:\CGAL\CGAL-5.0\Build* 目录看到新生成很多 .cmake 文件

   Configuring done
   Generating done
   

9. CMD 进 D:\CGAL\CGAL-5.0\examples\Triangulation_2\Build 目录，执行

   D:\CGAL\CGAL-5.0\examples\Triangulation_2\Build> cmake .
   D:\CGAL\CGAL-5.0\examples\Triangulation_2\Build> mingw32-make
   

10. 打开 D:\CGAL\CGAL-5.0\examples\Triangulation_2\Build\draw_triangulation_2.exe 看得到一个控制台和空白的窗口。
11. 将 D:\CGAL\CGAL-5.0\examples\Triangulation_2\Build\ui_ImageInterface.h
    拷贝到
    D:\CGAL\CGAL-5.0\CGAL\include\CGAL\Qt\ui_ImageInterface.h
    将 D:\CGAL\CGAL-5.0\examples\Triangulation_2\Build\libCGAL_Qt5_moc_and_resources.a
    拷贝到
    D:\CGAL\CGAL-5.0\CGAL\lib\libCGAL_Qt5_moc_and_resources.a
12. 测试一下
    创建 QT 控制台应用程序，命名为 DrawTriangulation3d，然后在 DrawTriangulation3d.pro 中添加代码如下

    QT += widgets
    QT += xml
    QT += opengl
    CONFIG += c++14 console
    LIBS += -LD:\CGAL\CGAL-5.0\CGAL\bin\ -lCGAL_Qt5
    INCLUDEPATH += D:\CGAL\CGAL-5.0\include
    INCLUDEPATH += D:\CGAL\boost_1_72_0
    

    main.cpp 代码如下

    #include 
    #define CGAL_USE_BASIC_VIEWER
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    typedef CGAL::Exact_predicates_inexact_constructions_kernel K;
    typedef CGAL::Delaunay_triangulation_3                   DT3;
    typedef CGAL::Creator_uniform_3          Creator;
    
    int main()
    {
      std::vector points;
      CGAL::Random_points_in_sphere_3 g(1.0);
      std::copy_n(g, 50, std::back_inserter(points));
    
      DT3 dt3(points.begin(), points.end());
    
      CGAL::draw(dt3);
    
      return EXIT_SUCCESS;
    }
    

    编译运行成功就对了。

附1 可选的第三方库

非必须，CGAL 的部分 Demos & Examples 会用到。（针对 CGAL 5.0 版本）：

+	+	-
Eigen	v3.1 及以上	支持线性代数，矩阵和矢量运算，数值分析及其相关的开源算法库。
LEDA	v6.2 及以上	数据结构和算法的库，提供实数数据类型。
MPFI	v1.4 及以上	提供任意精度的区间算法，使用Mpfr可靠的浮点数表示区间。
RS / RS3	-	用于研究具有有限个复根的多项式系统的实根。
NLT	v5.1 及以上	提供带符号的任意长度整数、整数上的向量、矩阵和多项式以及有限域上的数据结构和算法。
ESBTL	-	用于生物结构研究的库，在CGAL中有构建3D皮肤表面网格的实例。
TBB	-	Threading Building Blocks，用于并行计算。
LASlib	-	处理以LAS格式存储的激光雷达数据集。
OpenCV	-	计算机诗句库。
TensorFlow	-	机器学习 & 深度学习。
METIS	v5.1 及以上	划分图和生成减少填充矩阵排序的库。
zlib	-	数据压缩。
Ceres Solver	-	建模和优化。
GLPK	-	解决线性规划(LP)、混合整数规划(MIP)和其他相关问题。
SCIP	-	混合整数规划(MIP)和混合整数非线性规划(MINLP)。

附2 B2 命令

安装 Boost 执行 bootstrap.bat gcc 命令后会在根目录下生成 b2.exe 文件（老版本中还有biam.exe, b2是bjam的升级版)。

• build-type
  选择构建集合，可选 minimal | complete , 默认为 minimal 。

• toolset
  指定编译器,可选的如 borland / gcc / msvc-14.0，如果不指定会自动搜索本地可用的编译器。

• stage / install
  stage 表示只生成库, install 还会生成包含头文件的 include目录. 推荐使用 stage ,因为 install 生成的 include 目录实际就是源码包下的 boost 目录, 需要 include 的时候可以直接使用, 不需要再次生成,这样可以节省大量的编译时间.

• with / without
  选择不编译/编译哪些库（类似于黑名单/白名单）。with / without 参数可以多次出现，以限定多个库。如果不设置 with / without 参数，默认全部编译。例如，
  --with-python 的含义是仅编译 python，其他的都不编译。
  --without-python 意思就是除了 python， 其他的都编译。
  查看Boost包含的所有库命令 b2.exe --show-libraries

• stagedir / prefix
  stage 时使用 stagedir，install 时使用 prefix，表示编译生成文件的路径。推荐给不同的编译环境指定不同的目录，如 Visual Studio 2015 的 x86 应用对应的是 bin/lib32-msvc-14.0，x64 应用对应的是 bin/lib64-msvc-14.0。如果都生成到一个目录下，将没有任何益处，徒增管理难度。如果使用了 install 参数，那么还将在上述指定的目录下生成 include 目录，用于保存头文件。

• build-dir
  编译生成的中间文件的路径，默认是 Boost 根目录下的 bin.v2 目录，一般无需设置。

• link
  指定生成静态链接库还是动态态链接库，取值为 static | shared。如不指定，默认使用 static 。推荐使用静态库的方式编译 Boost.python，这样发布程序的时候就不用 Boost 的 dll 了，并且也多占用不了太多空间。

• runtime-link
  指定运行时是动态还是静态链接其他库。同样有 shared 和 static 两种方式。如果不指定，默认是 shared，一般无需设置。

• threading
  要编译的库是单线程还是多线程，可取值 single | multi。如果不指定，默认是 multi ，一般无需设置。

• variant
  debug | release，编译 debug 版本还是 release 版本。一般与最终发布的程序是 debug 还是 release 版相对应。如果不指定，默认两个都编译，一般无需设置。

• address-model
  编译成 32 位版本还是 64 位版本，可取值 32 | 64。如果不指定，默认两个版本都编译。如果是编译 Boost.python，该参数就要与本地安装的 Python 位数相对应，否则编译会出错，因此最好设置一下。

Boost库的命名

从文件名中看Boost文件信息，例如有文件如下，以 - 分割属性。
libboost_thread-mgw73-mt-d-x64-1_72.dll

• libboost_thread ： 固定前缀 + 库名称。
• mgw73 ： 编译器名称和版本，MinGW 7.3.0 。
• mt ： threading=multi ，没有则代表 threading=single。
• d : 代表 debug 版本，没有则代表 release 版本。
• s : runtime-link=static ，没有则代表 runtime-link=shared。
• x64 : 目标位数，x32 代表 32 位，x64 代表 64 位。
• 1_72 ： Boost 库的版本号，Boost 1.72 版本。
• .dll ： 后缀，动态链接库。

参考资料

[1] https://blog.csdn.net/baidu_41231410/article/details/82806136
[2] https://blog.csdn.net/zhangzq86/article/details/90030094
[3] https://blog.csdn.net/leftwillow/article/details/82793641
[4] https://blog.csdn.net/keneyr/article/details/90033858
[5] https://doc.cgal.org/latest/Manual/index.html

.
.
.
.
.
.

---

桃花仙人种桃树，又摘桃花换酒钱_