g++编译参数---CMake详细使用教程---Linux--基于VSCode和CMake实现C/C++开发--笔记

一：软件安装

参考b站视频原作者
(1)在安装软件执行，可以先执行一下如下命令：

sudo apt update   #apt是命令行下包管理工具，update：更新下可用包列表

(2)同时 安装gcc ,g++,gdb

sudo apt-get install build-essential gdb

查看版本

gcc --version
g++ --version
gdb --version
#gcc (Ubuntu 7.5.0-3ubuntu1~18.04) 7.5.0
#g++ (Ubuntu 7.5.0-3ubuntu1~18.04) 7.5.0
#GNU gdb (Ubuntu 8.1.1-0ubuntu1) 8.1.1

(3)安装cmake：用于编译C++项目

sudo apt install cmake
cmake --version
#cmake version 3.10.2

二：g++编译过程

1.预处理-Pre-Processing (.i文件)

# -E 选项指示编译器仅对输入文件进行预处理
g++ -E test.cpp -o test.i  #.i文件

2.编译-Compiling (.s文件)

# -S 编译选项告诉 g++ 在为 C++ 代码产生了汇编语言文件后停止编译
# g++ 产生的汇编语言文件缺省扩展名是 .s
g++ -S test.i -o test.s

3.汇编-ASSembling (.o文件)

# -c 选项告诉 g++ 仅把源代码编译为及其语言的目标代码
# g++ 建立目标代码文件有一个 .o 的扩展名 
g++ -c test.s -o test.o

4.链接-LinKing

# -o 编译选项来为产生的可执行文件指定文件名
g++ test.o -o  test

三： g++重要编译参数

-g 编译带调试信息的可执行文件

# -g 选项告诉 GCC 产生能被 GNU 调试器GDB使用的调试信息，以调试程序。

# 产生带调试信息的可执行文件test
g++ -g test.cpp

-O[n] 优化源代码

## 所谓优化，例如省略掉代码中从未使用过的变量、直接将常量表达式用结果值代替等等，这些操作会缩减目标文件所包含的代码量，提高最终生成的可执行文件的运行效率。
 
# -O 选项告诉 g++ 对源代码进行基本优化。这些优化在大多数情况下都会使程序执行的更快。 -O2 选项告诉 g++ 产生尽可能小和尽可能快的代码。 如-O2，-O3，-On（n 常为0–3）
# -O 同时减小代码的长度和执行时间，其效果等价于-O1
# -O0 表示不做优化
# -O1 为默认优化
# -O2 除了完成-O1的优化之外，还进行一些额外的调整工作，如指令调整等。
# -O3 则包括循环展开和其他一些与处理特性相关的优化工作。
# 选项将使编译的速度比使用 -O 时慢， 但通常产生的代码执行速度会更快。

# 使用 -O2优化源代码，并输出可执行文件
g++ -O2 test.cpp

-l 和 -L 指定库文件 | 指定库文件路径

# -l参数(小写)就是用来指定程序要链接的库，-l参数紧接着就是库名
# 在/lib和/usr/lib和/usr/local/lib里的库直接用-l参数就能链接

# 链接glog库
g++ -lglog test.cpp

# 如果库文件没放在上面三个目录里，需要使用-L参数(大写)指定库文件所在目录
# -L参数跟着的是库文件所在的目录名

# 链接mytest库，libmytest.so在/home/bing/mytestlibfolder目录下
g++ -L/home/bing/mytestlibfolder -lmytest test.cpp

-I 指定头文件搜索目录

# -I 
# /usr/include目录一般是不用指定的，gcc知道去那里找，
# 但是如果头文件不在/usr/icnclude里我们就要用-I参数指定了，
# 比如头文件放在/myinclude目录里，那编译命令行就要加上-I/myinclude 参数了，
# 如果不加你会得到一个”xxxx.h: No such file or directory”的错误。
# -I参数可以用相对路径，比如头文件在当前 目录，可以用-I.来指定。

g++ -I/myinclude test.cpp

下图为usr/include下的系统自带头文件,gcc会自动找

-Wall 打印警告信息

# 打印出gcc提供的警告信息
g++ -Wall test.cpp

-w 关闭警告信息

# 关闭所有警告信息
g++ -w test.cpp


-std=c++11    设置编译标准

# 使用 c++11 标准编译 test.cpp
g++ -std=c++11 test.cpp

-o 指定输出文件名

# 指定即将产生的文件名

# 指定输出可执行文件名为test
g++ test.cpp -o test

-D 定义宏

# 在使用gcc/g++编译的时候定义宏

# 常用场景：
# -DDEBUG 定义DEBUG宏，可能文件中有DEBUG宏部分的相关信息，用个DDEBUG来选择开启或关闭DEBUG

示例代码：

// -Dname 定义宏name,默认定义内容为字符串“1”
 
#include 
 
int main()
{
    #ifdef DEBUG
        printf("DEBUG LOG\n");
    #endif
        printf("in\n");
}
// 1. 在编译的时候，使用gcc -DDEBUG main.cpp
// 2. 第七行代码可以被执行

注：使用 man gcc命令可以查看gcc英文使用手册

四：编译实战

案例：最初目录结构: 2 directories, 3 files

# 最初目录结构
.
├── include
│   └── Swap.h
├── main.cpp
└── src
    └── Swap.cpp

2 directories, 3 files

1.直接编译

最简单的编译，并运行

# 将 main.cpp src/Swap.cpp 编译为可执行文件
g++ main.cpp src/Swap.cpp -Iinclude #指定头文件目录
# 运行a.out
./a.out

增加参数编译，并运行

# 将 main.cpp src/Swap.cpp 编译为可执行文件 附带一堆参数
g++ main.cpp src/Swap.cpp -Iinclude -std=c++11 -O2 -Wall -o b.out
# 运行 b.out
./b.out

2.生成库文件并编译

链接静态库生成可执行文件①：

## 进入src目录下
$cd src

# 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

## 回到上级目录
$cd ..

# 链接，生成可执行文件:staticmain
g++ main.cpp -Iinclude -Lsrc -lSwap -o staticmain

链接动态库生成可执行文件②：

## 进入src目录下
$cd src

# 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

## 回到上级目录
$cd ..

# 链接，生成可执行文件:sharemain
g++ main.cpp -Iinclude -Lsrc -lSwap -o sharemain

编译完成后的目录结构

最终目录结构：

# 最终目录结构
.
├── include
│   └── Swap.h
├── main.cpp
├── sharemain
├── src
│   ├── libSwap.a
│   ├── libSwap.so
│   ├── Swap.cpp
│   └── Swap.o
└── staticmain

2 directories, 8 files

运行可执行文件

运行可执行文件①

# 运行可执行文件
./staticmain

运行可执行文件②

# 运行可执行文件
LD_LIBRARY_PATH=src ./sharemain

五：VSCode远程连接Ubuntu并调试程序：

(1)windows上安装并启动vscode
(2)安装ssh remote 扩展

(3)配置ssh 用户名及ip


(4)编辑config文件：

保存，单击左侧连接：

等待，注意上面提示。选择平台linux。还需要输入密码等

六： VSCODE中插件安装以及快捷键

上述：智能提示，调试，代码导航

上述：CMake语言智能提示以及CMake扩展支持

---

VSCODE高频使用快捷键：

七：VSCODE小项目编译

创建新文件后如何编译；
（1）打开终端：

直接在这里用g++编译：
（2）g++ file.c -o file

（3）下边是一次编译多个文件，也是用命令行。

八： CMake在VSCode中的应用

CMake参考
下面根据上述链接补充

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

示例:

set(HELLO hello.cpp)
add_executable(hello main.cpp hello.cpp)
ADD_EXECUTABLE(hello main.cpp ${HELLO})

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

重要指令和CMake常用变量

cmake_minimum_required - 指定CMake的最小版本要求
语法： cmake_minimum_required(VERSION versionNumber [FATAL_ERROR])

# 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(projectname [CXX] [C] [Java])

# 指定工程名为HELLOWORLD
project(HELLOWORLD)

set - 显式的定义变量
语法：set(VAR [VALUE] [CACHE TYPE DOCSTRING [FORCE]])

# 定义SRC变量，其值为sayhello.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([AFTER|BEFORE] [SYSTEM] dir1 dir2 ...)

# 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(dir1 dir2 ...)

# 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 [SHARED|STATIC|MODULE] [EXCLUDE_FROM_ALL] source1 source2 ... sourceN)

# 通过变量 SRC 生成 libhello.so 共享库
#set(SRC sayhello.cpp hello.cpp)
add_library(hello SHARED ${SRC})

add_compile_options - 添加编译参数
语法：add_compile_options()

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

add_executable - 生成可执行文件
语法：add_executable(exename source1 source2 ... sourceN)

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

target_link_libraries - 为 target(目标) 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(target library1 library2...)

# 将hello动态库文件链接到可执行文件main
#add_library(hello SHARED ${SRC})
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(source_dir [binary_dir] [EXCLUDE_FROM_ALL])

# 添加src子目录，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(dir VARIABLE)

# 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
CMAKE_CXX_FLAGS g++编译选项

# 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)

# 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_BINARY_DIR
PROJECT_BINARY_DIR
_BINARY_DIR

1. 这三个变量指代的内容是一致的。
2. 如果是 in source build，指的就是工程顶层目录。
3. 如果是 out-of-source 编译,指的是工程编译发生的目录
4. PROJECT_BINARY_DIR 跟其他指令稍有区别，不过现在，你可以理解为他们是一致的。

---

CMAKE_SOURCE_DIR
PROJECT_SOURCE_DIR
_SOURCE_DIR

1. 这三个变量指代的内容是一致的,不论采用何种编译方式,都是工程顶层目录。
2. 也就是在 in source build时,他跟 CMAKE_BINARY_DIR 等变量一致。
3. PROJECT_SOURCE_DIR 跟其他指令稍有区别,现在,你可以理解为他们是一致的。

---

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

参考b站视频原作者
在 linux 平台下使用 CMake 构建C/C++工程的流程如下:

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

实战略,上一篇博客有…链接

九： VSCode中的调试

首先单独gdb的使用

先要注意，打开的目录是一个正常的能够调试的目录，比如只有一个main函数诸如此类，不然下述操作步骤很可能就无法成功。比如就打开下面这个文件夹：(写一个普通的打印代码测试.如下,打印helloworld!)

要做配置文件的。点击“创建launch.json文件”，看上面看到C++(GDB/LLDB)。这时会出现第二个选项，选择g++生成和测试活动文件即可。
这时系统自动生成了一个launch.json

在控制台编译成-g文件,为什么加-g,可以查看如下链接

-g 编译带调试信息的可执行文件,点击查看

编译完后,在launch.json中修改"program",改成生成的main文件.

F9加断点,F5执行

成功进入调试状态,如下图

工具栏从左到右依次代表：

继续 / 暂停 F5
跳过 F10
跳入 F11
跳出 Shift+F11
重启 Ctrl+Shift+F5
停止 Shift+F5

接下来CMake一起使用

创建一个CMakeLists.txt

编辑如下,详细请看注释

#指定CMake的最小版本要求
cmake_minimum_required(VERSION 2.8)

#定义工程名称
project(mainCMake_demo)

#当前编译选项后追加新编译选项
#注意这里加了-g,才能进行gdb调试
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -g -O2 -Wall -std=c++11")

#头文件搜索路径,类似g++里的-i参数
#include_directories(include) # 这里没用头文件.

#生成可执行文件(这里可执行文件名叫main_cmakeDemo)，其他的是工程里包含的文件
add_executable(main_cmakeDemo main.cpp)

再创建build来外部构建，在vs code中 “终端”窗口输入如下

mkdir build
cd build
cmake ..

build目录中会多出几个文件

然后输入如下来搞出可执行文件：

make

从头来遍,点击创建launch.json(已经创建的不会显示)

选择一个文件夹

选择(GDB/LLDB)

有些情况生成了一个空的,也可能自带一些gdb的信息

点击"显示所有自动调试配置",选择添加配置

选择第一个

好了,默认就生成了很多信息

需要修改的是下面两个,第一个是你cmake生成的可执行文件名
第二个改为false,否则在每次调试的时候都会打开一个新的终端

改完的效果

同样,现在可以调试运行了

配置默认生成任务

方便起见，我们希望VS Code在我们点击调试按钮的时候，自动完成目标文件的编译工作

在“launch.json”文件中，添加一个“preLaunchTask”的节点，并设置值为“build”,这里的build指的是一个名为build的任务，意思是告诉VS Code在开始调试之前，先去完成一个名字叫做“build”的任务，我们在“build”任务中完成对目标文件的编译工作。更改之后的“launch.json”文件如下图所示：

点击F5运行,会弹出窗口,点配置任务

选第一个

这里,点击Others

生成了一个新的tasks.json

将默认的label和command改为如下

“label”节点的内容即为任务的名称改成build,和make(将要执行的命令)

接着新增一个“options”,代表一些附加选项
在为这个附加项添加一个“cwd”（current workspace directory，当前工作目录），内容设置为"${workspaceFolder}/build"

{
    // See https://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=733558
    // for the documentation about the tasks.json format
    "version": "2.0.0",
    "tasks": [
        {
            "label": "build",
            "type": "shell",
            "command": "make",
            "options": {
                "cwd": "${workspaceFolder}/build"
            }
        }
    ]
}

这个时候，再按下F5，就可以对项目进行正常调试了。

但是，有时候，我们会更改“CMakeLists.txt”文件。一旦更改了这个文件，就需要重新执行cmake命令来重新生成makefile文件，以使更改生效。因此，在“tasks.json”文件中再添加一个任务，用以执行“cmake”命令。文件更改之后的内容如下：

{
    // See https://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=733558
    // for the documentation about the tasks.json format
    "version": "2.0.0",
    "tasks": [
        {
            "label": "cmake",
            "type": "shell",
            "command": "cmake",
            "args": ["../"],
            "options": {
                "cwd": "${workspaceFolder}/build"
            }
        },
        {
            "label": "make",
            "type": "shell",
            "command": "make",
            "options": {
                "cwd": "${workspaceFolder}/build"
            }
        },
        {
            "label": "build",
            "dependsOn":["cmake", "make"]
        }
    ]
}

由于这里需要先后执行两个任务，因此把之前的任务名称更改为了“make”，并新增了“cmake”任务，在“build”任务中执行“make”和“cmake”两个任务，文件的书写格式如上图所示，使用了”dependsOn“节点。

新增的”cmake“任务，执行命令“cmake …/”。其中的“command”内容指命令名称，这里填入“cmake”，后面的“args”指命令的参数，填入“…/”。

至此，就可以在linux系统中借助VS Code中对C++项目进行调试了，免去了命令行使用gdb进行调试的繁琐。
参考链接