高科小实训Day1笔记（C++）

序言

1. IDE工具

   • VSCode
     • 语法检测：头文件（include头文件） + 编译内置的语法
     • 添加头文件检测：ctrl + shift + p->C++配置编辑，添加头文件所在目录；

2. 控制终端

   • 命令
   • 环境变量
     • PATH： echo %PATH%
     • set指令显示所有环境变量
     • PATH：window执行程序的搜索的路径；每个路径使用；分号分隔
     • 有可视化的设置的

3. VisualStudio 开发环境的设置

   • 使用脚本的文件来设置，脚本是vcvars64.bat
   • 设置vcvars64.bat的目录到PATH环境变量；
     • PATH=C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2019\Enterprise\VC\Auxiliary\Build
   • 使用可视化设置环境变量，需要重启终端；

4. 开发工具

   • cl 编译器
   • link 连接器 （PE格式）
   • lib 库归档工具（静态库：目标文件的归档）
   • dumpbin PE与目标文件格式分析工具

工程组织与编译器

1. 编译器

   • cl 源代码 编译/链接为执行文件
     • /EHsc
     • /MD
     • /utf-8
       • /source-charset:utf-8
       • /execution-charset:utf-8
     • 头文件目录

2. 说明：

   • 第一次你输出，汉字可能是乱码
     1. 使用chcp命令改变终端的代码页。utf-8的code page= 65001
        • chcp 65001
     2. 在区域/语言中直接设置编码（整个系统设置为utf-8）
        • opencv不识别中文目录；（系统设置编码）

3. 链接器

   • link
     • cl负责编译 ： 检测语法，生成目标文件
     • link负责链接：负责生成PE格式文件，需要信息动态库信息
   • link 选项 目标文件s
     • /out
     • /MACHINE:X64
     • 第三方的库的库目录
     • 第三方的库名

静态库

• 前提：lib/dll这两个文件解释清楚；
  • lib：静态库
  • dll：动态库

实现一个库函数

• gk_math.h

#ifndef GK_MATH_H
#define GK_MATH_H
extern int gk_add(int, int);
#endif

• gk_maath.cpp

#include "gk_math.h"

int gk_add(int p1, int p2){
    return p1 + p2;
}

编译成静态库

@rem 静态库的编译
@rem 编译
@cl /c /EHsc /MD /nologo /source-charset:utf-8  /execution-charset:utf-8 /Fo:gkmath.obj  gk_math.cpp
@rem 静态库链接
lib /MACHINE:X64 /nologo /OUT:gkmath.lib  gkmath.obj

代码的组织

• 使用shell脚本或者bat处理脚本，比较麻烦的是多个操作需要写成多个bat文件；实际引入一个专门的工程组织脚本Makefile；

• 工程组织的方式：

  • 通用
    • Makefile（常用，工程化且系统）
    • CMake
    • QMake
  • 个性化：
    • Visual Studio
    • Qt Creator
    • QMake
    • Eclipse C++
    • C++ Builder

• Makefile脚本的语法：Makefile

  1. 定义变量
  2. 任务（Task）
     • 依赖（任务依赖另外一任务）
  3. 指令

• Makfile例子(分行符“\”之后一定不能有空格，不然会报错。)

CL_FLAGS   = /c \
		     /EHsc \
		     /MD  \
		     /nologo \
		     /source-charset:utf-8 \
		     /execution-charset:utf-8

LINK_FLAGS = /MACHINE:X64 \
		     /nologo

OBJS       = gkmath.obj
SOURCES    = gk_math.cpp
TARGETS    = gkmath.lib

main:$(TARGETS) main.cpp
	@ cl /nologo /MD /Fe:main.exe main.cpp  $(TARGETS) 

$(TARGETS):$(OBJS)
	@lib $(LINK_FLAGS) /OUT:$(TARGETS)  $(OBJS)

$(OBJS): gk_math.h  gk_math.cpp
	@cl  $(CL_FLAGS) /Fo:$(OBJS)  $(SOURCES)


clean:
	@del *.exe *.obj *.lib 2>/Nul

使用静态库

1. 在链接的时候使用静态库

#include 
#include "gk_math.h"
int main(int argc, char **argv, char **arge){
    printf("C++程序编程！静态库调用结果：%d\n", gk_add(45, 55));
    return 0;
}

• 编译脚本

---

CL_FLAGS   = /c \
		     /EHsc \
		     /MD  \
		     /nologo \
		     /source-charset:utf-8 \
		     /execution-charset:utf-8

LINK_FLAGS = /MACHINE:X64 \
		     /nologo

OBJS       = gkmath.obj
SOURCES    = gk_math.cpp
TARGETS    = gkmath.lib

main:$(TARGETS) main.cpp
	@ cl /nologo /MD /Fe:main.exe main.cpp  $(TARGETS) 

$(TARGETS):$(OBJS)
	@lib $(LINK_FLAGS) /OUT:$(TARGETS)  $(OBJS)

$(OBJS): gk_math.h  gk_math.cpp
	@cl  $(CL_FLAGS) /Fo:$(OBJS)  $(SOURCES)


clean:
	@del *.exe *.obj *.lib 2>/Nul

2. 在代码中使用静态库

#include 
#include "gk_math.h"

#pragma comment(lib, "gkmath.lib")

int main(int argc, char **argv, char **arge){
    printf("C++程序编程！静态库调用结果：%d\n", gk_add(45, 55));
    return 0;
}
// cl /nologo /MD /Fe:main.exe main_lib.cpp

• 编译命令：
  • cl /nologo /MD /Fe:main.exe main_lib.cpp

---

• 回顾
  1. 开发工具

     1. cl编译器 (mac：clang/g++，posix：gnu g++，hp：acc: intel:cc, sun:cc)

        • 默认是调用link默认链接
          • /link 后面直接包含link选项

     2. link连接器（posix：ld）

        • link步骤很多编译器中默认自动调用

     3. lib（ar）

        • 静态库

     4. dumpbin（nm）

        • 分析目标文件与PE执行文件

     5. nmake（make）

        • nmake task
        • nmake task -f makefile文件
  2. vcvars64.bat / vcvars32.bat （mac/linux不需要单独的设置，默认在系统设置）
     • 空格转义： “C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio”
  3. makefile的语法
     • 任务目标：依赖
       • 指令（使用tab开始）
     • 伪任务目标：
       • 文件不存在

---

动态库

实现代码

1. gkmath.h文件

#ifndef GK_MATH_H
#define GK_MATH_H
extern int gk_add(int, int);
#endif

2. gkmath.cpp文件

#include "gkmath.h"

int gk_add(int p1, int p2){
    return p1 + p2;
}

编译动态库

• 准备：link选项

  • /DLL:不需要main入口
  • /IMPLIB ： 指定链接的时候产生导入的符号，使用lib静态库的方式存放；
  • /EXPORT ： 指定哪些函数可以被别人调用 = /DEF：DEF导出函数的描述文件
  • /MACHINE：指定CPU结构X64/X86/ARM/ARM64/EBC
  • /OUT：指定输出文件名，dll输出名字

• 编译脚本

# 编译选项设置一个变量
CL_ARGS=/EHsc /MD /source-charset:utf-8 /execution-charset:utf-8 /nologo
# 链接选项设置一个变量
LINK_ARGS=/MACHINE:X64 /NOLOGO /DLL

# 文件设置成变量
SOURCES  	 = gkmath.cpp
OBJS	     = gkmath.obj
OUTLIBS      = gkmath.lib
OUTDLLS      = gkmath.dll

# 目标指令实现
$(OUTDLLS):$(SOURCES)
	@cl /c  $(CL_ARGS) /Fo:$(OBJS)  gkmath.cpp
	@link /MACHINE:X64 /NOLOGO /DLL /OUT:$(OUTDLLS)  /IMPLIB:$(OUTLIBS) /EXPORT:gk_add  $(OBJS)
clean:
	@del *.obj *.lib *.dll *.ilk *.exe *.exp 2>/Nul

动态库的调用方式1

• 直接使用dll调用函数（lib根本不需要，只需要dll） 【不推荐】

• 准备技术：

  1. HMODULE = LoadLibraryA(LPCSTR dllfilename): 加载动态库到内存
  2. FARPROC = GetProcAddress(HMODULE hModule, LPCSTR functioname)
  3. 函数类型转换
  4. 调用
  5. 释放dll空间：BOOL FreeLibraray(HMODULE)

• 代码实现

call_manual_dll.cpp

#include 
#include 

// typedef int(*type_f)(int,int);

int main(int argc, const char**argv){
    // 加载dll模块
    HMODULE h = LoadLibraryA("gkmath.dll");
    if (h == NULL){
        printf("加载失败!\n");
        return -1;
    }
    printf("加载成功！");
    // 查找函数
    FARPROC f = GetProcAddress(h, "gk_add");  // ?gk_add@@YAHHH@Z
    printf("%p\n", f);
    // 类型转换
    // type_f myfunc = (type_f)f;
    int (*myfunc)(int, int) = (int(*)(int, int))f;
    // 调用
    printf("结果：%d\n", myfunc(45,55));
    // 释放模块
    FreeLibrary(h);
}

build.bat

@cl /c /utf-8 /nologo /MD  /Fo:call_manual_dll.obj  call_manual_dll.cpp
@link /NOLOGO /OUT:main.exe /DYNAMICBASE  Kernel32.lib call_manual_dll.obj

• 编译

• /I : 指定头文件的路径

动态库的调用方式2

• 在编译的时候调用函数（根本不需要dll，只需要lib，但是运行的时候需要dll，不需要lib）

call_auto_dll.cpp

#include 
#include "gkmath.h"
#pragma comment(lib, "gkmath.lib") //不推荐
int main(int argc, const char*argv[]){
    printf("调用结果: %d\n", gk_add(55,55));
    
    return 0;
}


Makefile

# 编译选项设置一个变量
CL_ARGS=/EHsc /MD /source-charset:utf-8 /execution-charset:utf-8 /nologo
# 链接选项设置一个变量
LINK_ARGS=/MACHINE:X64 /NOLOGO /DLL

# 文件设置成变量
SOURCES  	 = gkmath.cpp
OBJS	     = gkmath.obj
OUTLIBS      = gkmath.lib
OUTDLLS      = gkmath.dll

# 目标指令实现
$(OUTDLLS):$(SOURCES)
	@cl /c  $(CL_ARGS) /Fo:$(OBJS)  gkmath.cpp
	@link /MACHINE:X64 /NOLOGO /DLL /OUT:$(OUTDLLS)  /IMPLIB:$(OUTLIBS) /EXPORT:gk_add  $(OBJS)
clean:
	@del *.obj *.lib *.dll *.ilk *.exe *.exp 2>/Nul

main:call_auto_dll.cpp
	@cl /c $(CL_ARGS) /Fo:main.obj call_auto_dll.cpp
	@link /OUT:main.exe  /DYNAMICBASE gkmath.lib  main.obj

main1:call_auto_dll.cpp
	@cl /c $(CL_ARGS) /Fo:main1.obj call_auto_dll.cpp
	@link /OUT:main1.exe  main1.obj

Qt编译环境设置

1. 掌握的重点：

   1. GUI （Qt应用 + QtWidgets（QDialog））

   在 “${workspaceFolder}/",之后加入路径
   比如"C:/Qt/Qt-5.14.0/include/”

2. Qt程序

#include 

// Qt GUI模块：QtWidgets
// Qt 底层模块：QtCore
// Qt 图形的绘制模块QtGui
#include 
#include 

int main(int argc, char **argv){
    // 1. 构建Qt应用:QApplication
    QApplication app(argc, argv);
    // 2. 窗体创建QDialog
    QDialog dlg;
    // 窗体的属性（函数对getter/setter）
    dlg.setWindowTitle("Qt开发");
    dlg.resize(640, 480);
    dlg.move(200,200);
    dlg.show();
    // 3. 消息循环处理int QApplication.exec()
    int status = app.exec();  // block函数（消息循环）
    // 4. 退出程序，返回状态码给系统0-255（-1=255）
    return status;
}

// dll所在的路径，必须设置到PATH环境变量

3. Qt编译（include和lib路径）

INCLUDES = /I "C:\Qt\Qt-5.14.0\include"

LIBS     = /LIBPATH:"C:\Qt\Qt-5.14.0\lib" \
           /DYNAMICBASE  \
	         "Qt5Widgetsd.lib"  \
		     "Qt5Guid.lib" \
		     "Qt5Cored.lib"
CL_ARGS  = /EHsc \
           /MDd \
		   /source-charset:utf-8 \
		   /execution-charset:utf-8 \
		   /nologo

LINK_ARGS = /MACHINE:X64  /NOLOGO 

main:qmain.cpp
	@cl /c $(CL_ARGS) /Fo:main.obj  $(INCLUDES) qmain.cpp
	@link $(LINK_ARGS) $(LIBS) /OUT:main.exe  main.obj

clean:
	@del *.exe *.obj *.exp 2>/Nul

OpenCV的环境

1. cmake configure

2. generate

3. VS2019 打开：BUILD_ALL / INSTAL

作业

1. 写Qt程序，并编译链接成执行文件，且能执行成功；
   • 动态的使用
   • 编译器/连接器

感悟

1.made，转专业成为程序员，之前没学过C++，完全懵逼的状态好吗…然后发现有时候安装程序也是程序员的一大难关，但是经过之后的消化之后，这些内容变得稍微能接受一点。Just keep going.