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Windows怎么配置VSCode+CMake+Ninja+Boost.Test的C++开发环境
更新：HHH   时间：2023-1-7

这篇文章主要讲解了Windows怎么配置VSCode+CMake+Ninja+Boost.Test的C++开发环境，内容清晰明了，对此有兴趣的小伙伴可以学习一下，相信大家阅读完之后会有帮助。

平时习惯了在Linux环境写C++，有时候切换到Windows想继续在同一个项目上工作，重新配置环境总是很麻烦。虽然Windows下用Visual Studio写C++只需要双击个图标，但我还是想折腾一下VS Code的环境配置。原因主要有两点：一是个人习惯上各种语言都在VS Code里面写，利用Git同步代码可以很方便地在不同平台开发同一个项目；二是有些情形下无法使用图形化界面，比如为Git配置CI（持续性集成）时显然不能用Visual Studio这个图形化的IDE来执行Windows环境的测试。

本文涉及的环境和工具版本：

  • Windows 10
  • VS Code 1.45.0
  • C/C++（ms-vscode.cpptools）插件0.28.0.insider3
  • CMake（twxs.cmake）插件0.0.17
  • CMake Tools（ms-vscode.cmake-tools）插件1.3.1
  • Visual Studio IntelliCode（visualstudioexptteam.vscodeintellicode）插件1.2.7
  • Visual Studio Community 2019 （需要调用VS提供的MSVC编译工具，以及相应的头文件和库文件）
  • CMake 3.17.2
  • Ninja 1.10.0
  • Boost 1.73.0

主要内容

1 创建C++项目

2 安装Visual Studio

3 安装CMake和Ninja

4 下载和编译Boost

4.1 Command Prompt的使用

4.2 编译Boost

5 命令行编译和测试

6 配置VS Code

6.1 settings.json

6.2 c_cpp_properties.json

6.3 tasks.json

6.4 launch.json

6.5 CMakeLists.txt

6.6 编译、测试和调试

创建C++项目

VSCode及插件的安装过程本文暂不介绍，这里直接给出项目的文件结构和代码。

项目结构如下。 .vscode 文件夹里面的3个json文件用来配置VS Code，第二个文件夹里面包含对LeetCode某一个问题的解答（ solution.hpp 和 solution.cpp ）， solution_test.cpp 用来执行单元测试。最下面的 CMakeLists.txt 文件用来配置CMake，给出项目的编译规则。

这里先给出C++部分的代码，其他文件的内容会在后面给出。

solution.hpp

#ifndef SOLUTION_HEADER
#define SOLUTION_HEADER
#include <iostream>
#include <vector>
#include <unordered_set>
using namespace std;
class Solution {
public:
 vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2);
};
#endif
solution.cpp
#include "solution.hpp"
static auto x = []() {
 // turn off sync
 std::ios::sync_with_stdio(false);
 // untie in/out streams
 cin.tie(NULL);
 return 0;
}();
vector<int> Solution::intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
 if (nums1.size() > nums2.size())
 swap(nums1, nums2);
 unordered_set<int> A(nums1.begin(), nums1.end()), C;
 for (auto& i : nums2) {
 if (A.find(i) != A.end())
  C.insert(i);
 }
 return vector<int>(C.begin(), C.end());
}

solution.cpp

#include "solution.hpp"

static auto x = []() {
 // turn off sync
 std::ios::sync_with_stdio(false);
 // untie in/out streams
 cin.tie(NULL);
 return 0;
}();


vector<int> Solution::intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
 if (nums1.size() > nums2.size())
 swap(nums1, nums2);
 unordered_set<int> A(nums1.begin(), nums1.end()), C;
 for (auto& i : nums2) {
 if (A.find(i) != A.end())
  C.insert(i);
 }
 return vector<int>(C.begin(), C.end());
}

solution_test.cpp

#define BOOST_TEST_MODULE SolutionTest

#include "solution.hpp"
#include <boost/test/unit_test.hpp>

BOOST_AUTO_TEST_SUITE(SolutionSuite)

BOOST_AUTO_TEST_CASE(PlainTest1)
{
 vector<int> nums1{1,2,2,1};
 vector<int> nums2{2,2};
 vector<int> results = Solution().intersection(nums1, nums2);

 vector<int> expected{2};

 sort(results.begin(), results.end());
 sort(expected.begin(), expected.end());
 BOOST_CHECK_EQUAL_COLLECTIONS(results.begin(), results.end(), expected.begin(), expected.end());
}

BOOST_AUTO_TEST_CASE(PlainTest2)
{
 vector<int> nums1{4,9,5};
 vector<int> nums2{9,4,9,8,4};
 vector<int> results = Solution().intersection(nums1, nums2);

 vector<int> expected{9,4};

 sort(results.begin(), results.end());
 sort(expected.begin(), expected.end());
 BOOST_CHECK_EQUAL_COLLECTIONS(results.begin(), results.end(), expected.begin(), expected.end());
}

BOOST_AUTO_TEST_SUITE_END()

安装Visual Studio

这里不详述VS的安装过程，只是提示一下需要安装的组件。

需要注意Visual Studio Community 2019 Preview版本在编译Boost不能被正确识别，需要安装正式版。Visual Studio Community 2017/2019 两个版本我都试验过，这里以2019版本为例。

只需要安装“使用C++的桌面开发”这一套组件就可以了。

安装CMake和Ninja

CMake可以下载名为cmake-3.17.2-win64-x64.msi 的安装包来安装，Ninja 下载之后只有一个可执行文件，可以随意放在一个目录下。

安装过程暂不详述，只需要注意安装完成之后要设置一下环境变量。

设置好环境变量之后，可以重新打开命令行工具或终端，检查一下CMake和Ninja的版本，看是否设置成功。

下载和编译Boost

Boost可以从这个链接下载： https://dl.bintray.com/boostorg/release/1.73.0/source/  ，然后解压到某个目录下。

Boost本身是header-only的，即大部分情况下只需要包含其头文件就能直接调用。但为了便于把我们自己的程序链接到Boost的单元测试模块（Boost.Test），这里需要编译一下Boost，产生静态库文件。

Command Prompt的使用

由于我们之前已经安装了Visual Studio以及在Windows平台编译C++所需的编译工具和依赖库，所以我们可以直接利用VS提供的环境来编译Boost。

在开始菜单的“Visual Studio 2019”目录下可以发现几个命令行工具，我们可以打开一个名为“x64 Native Tools Command Prompt for VS 2019”的命令行工具，这个图标在硬盘上对应到 C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2019\Community\VC\Auxiliary\Build\vcvars64.bat 这个脚本。该脚本的作用是把MSVC和Windows SDK的包含路径、库路径等添加到环境变量，然后打开一个cmd命令行。所以在这个cmd运行期间能够直接检测到编译C++所需的所有依赖项。

我们可以试着在这个cmd当中输入 SET ，查看已经生效的所有环境变量。

利用这些信息，我们在常规的cmd或PowerShell里也能正常编译C++代码。具体的过程会在后面介绍。

默认cmd的字体有点难看，我个人习惯在Windows Terminal 里面开一个cmd终端，然后执行下面的命令：

> "C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2019\Community\VC\Auxiliary\Build\vcvars64.bat"

这就可以让我们的新终端也能够检测到MSVC环境，如下图所示。

编译Boost

然后， cd 到Boost的根目录，执行下面的命令：

> bootstrap.bat
> b2 --prefix=build install

等待编译完成之后，在 build\lib 目录下会出现一大堆 .lib 文件，我们只会用到 libboost_unit_test_framework-vc142-mt-gd-x64-1_73.lib 这一个文件。

当然，如果只想编译单元测试模块，可以用下面的命令：

> b2 address-model=64 architecture=x86 
--with-test link=static --prefix=build install

命令行编译和测试

这里我们先在命令行里编译C++项目，并运行单元测试。 cd 到项目目录下，然后执行以下命令：

> mkdir build
> cd build
> cmake -G "Ninja" ..
> ninja test_main
> test_main.exe

在Windows平台上，生成工具可以选择VS提供的NMAKE，也可以用Ninja。微软的NMAKE类似于Linux平台的make工具。按照这个 视频 的介绍，Ninja的编译速度要比NMAKE快一些。

可以发现，在 vcvars64.bat 所提供的环境下，使用的是VS所安装的CMake和Ninja，版本号比我们自己安装都要老一些。下面我们介绍如何在VS Code中配置C++的编译和测试环境。

配置VS Code

settings.json

打开VS Code的设置，在 settings.json 中添加下面几行内容，可以起到类似 vcvars64.bat 的作用：

{
 "terminal.integrated.shell.windows": "C:\\Windows\\System32\\cmd.exe",
 "terminal.integrated.env.windows": {
 "PATH" : "C:\\Program Files (x86)\\Microsoft Visual Studio\\2017\\Community\\VC\\Tools\\MSVC\\14.16.27023\\bin\\Hostx64\\x64;C:\\Program Files (x86)\\Windows Kits\\10\\bin\\10.0.18362.0\\x64;E:\\CMake\\bin;E:\\dev-lib\\ninja",
 "INCLUDE": "C:\\Program Files (x86)\\Microsoft Visual Studio\\2017\\Community\\VC\\Tools\\MSVC\\14.16.27023\\include;C:\\Program Files (x86)\\Windows Kits\\10\\Include\\10.0.18362.0\\ucrt",
 "LIB": "C:\\Program Files (x86)\\Microsoft Visual Studio\\2017\\Community\\VC\\Tools\\MSVC\\14.16.27023\\ATLMFC\\lib\\x64;C:\\Program Files (x86)\\Microsoft Visual Studio\\2017\\Community\\VC\\Tools\\MSVC\\14.16.27023\\lib\\x64;C:\\Program Files (x86)\\Windows Kits\\10\\lib\\10.0.18362.0\\ucrt\\x64;C:\\Program Files (x86)\\Windows Kits\\10\\lib\\10.0.18362.0\\um\\x64"
 },
 "cmake.cmakePath": "E:\\CMake\\bin\\cmake.exe"
}

c_cpp_properties.json

这里给出Linux和Windows两个平台的配置。

{
 "configurations": [
 {
  "name": "Linux",
  "includePath": [
  "${workspaceFolder}/**"
  ],
  "defines": [],
  "compilerPath": "/usr/bin/clang++",
  "cStandard": "c11",
  "cppStandard": "c++17",
  "intelliSenseMode": "clang-x64"
 },
 {
  "name": "Win32",
  "includePath": [
  "${workspaceFolder}/**",
  "C:\\Program Files (x86)\\Microsoft Visual Studio\\2017\\Community\\VC\\Tools\\MSVC\\14.16.27023\\include",
  "C:\\Program Files (x86)\\Microsoft Visual Studio\\2017\\Community\\VC\\Tools\\MSVC\\14.16.27023\\ATLMFC\\include",
  "C:\\Program Files (x86)\\Windows Kits\\10\\Include\\10.0.18362.0\\ucrt",
  "C:\\Program Files (x86)\\Windows Kits\\10\\include\\10.0.18362.0\\shared",
  "C:\\Program Files (x86)\\Windows Kits\\10\\include\\10.0.18362.0\\um",
  "C:\\Program Files (x86)\\Windows Kits\\10\\include\\10.0.18362.0\\winrt",
  "C:\\Program Files (x86)\\Windows Kits\\10\\include\\10.0.18362.0\\cppwinrt",
  "E:\\dev-lib\\boost_1_73_0"
  ],
  "defines": ["_DEBUG", "UNICODE", "_UNICODE"],
  "windowsSdkVersion": "10.0.18362.0",
  "compilerPath": "C:\\Program Files (x86)\\Microsoft Visual Studio\\2017\\Community\\VC\\Tools\\MSVC\\14.16.27023\\bin\\Hostx64\\x64\\cl.exe",
  "cStandard": "c11",
  "cppStandard": "c++17",
  "intelliSenseMode": "msvc-x64"
  }
 ],
 "version": 4
}

tasks.json

前两个 task 是Linux环境的（第一个是清空build目录，第二个是配置CMake），第三个 task 是Windows下配置CMake的。

{
 // See https://go.microsoft.com/fwlink/&#63;LinkId=733558
 // for the documentation about the tasks.json format
 "version": "2.0.0",
 "tasks": [
 {
  "label": "clean",
  "type": "shell",
  "command": "rm -r build/*"
 },
 {
  "label": "configure",
  "type": "shell",
  "command": "cmake",
  "args": [
  "--no-warn-unused-cli",
  "-DCMAKE_C_COMPILER=/usr/bin/clang",
  "-DCMAKE_CXX_COMPILER=/usr/bin/clang++",
  "-DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS=TRUE",
  "-DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug",
  "-H${workspaceFolder}",
  "-B${workspaceFolder}/build",
  "-G'Unix Makefiles'"
  ]
 },
 {
  "label": "MSVC configure",
  "type": "shell",
  "command": "cmake",
  "args": [
  "-H${workspaceFolder}",
  "-B${workspaceFolder}/build",
  "-GNinja"
  ]
 }
 ]
}

launch.json

第一个是在Linux用 gdb 调试，第二个是在Linux下用 lldb 调试，第三个是在Windows用MSVC的 cl.exe 调试。

{
 "version": "0.2.0",
 "configurations": [
 {
  "name": "(gdb) Launch",
  "type": "cppdbg",
  "request": "launch",
  "program": "${workspaceFolder}/build/test_main",
  "args": [],
  "stopAtEntry": false,
  "cwd": "${workspaceFolder}",
  "environment": [],
  "externalConsole": true,
  "MIMode": "gdb",
  "setupCommands": [
  {
   "description": "Enable pretty-printing for gdb",
   "text": "-enable-pretty-printing",
   "ignoreFailures": true
  }
  ]
 },
 {
  "name": "(lldb) Launch",
  "type": "lldb",
  "request": "launch",
  "program": "${workspaceFolder}/build/test_main",
  "args": [],
 },
 {
  "name": "(cl) Launch",
  "type": "cppvsdbg",
  "request": "launch",
  "program": "${workspaceFolder}\\build\\test_main.exe",
  "args": [],
  "stopAtEntry": false,
  "cwd": "${workspaceFolder}",
  "environment": [],
  "externalConsole": false,
 }
 ]
}

CMakeLists.txt

这个CMake脚本也是跨平台的，自动识别Linux或Windows，然后执行相应的链接。

cmake_minimum_required (VERSION 3.5)
project(leetcode)

set(PROBLEM_NAME "349-Intersection-of-Two-Arrays-set")

set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)

set(SOLUTION_SOURCES ${PROJECT_SOURCE_DIR}/${PROBLEM_NAME}/solution.cpp)
add_library(solution STATIC ${SOLUTION_SOURCES})

enable_testing()

set(TEST_SOURCES ${PROJECT_SOURCE_DIR}/${PROBLEM_NAME}/solution_test.cpp)
set(TEST_LIBS solution)

add_executable(test_main ${TEST_SOURCES})

if(WIN32)
 message(STATUS "Detected Windows platform")
 set(BOOST_ROOT E:\\dev-lib\\boost_1_73_0)
 set(BOOST_LIBRARYDIR E:\\dev-lib\\boost_1_73_0\\build\\lib)
 set(Boost_USE_STATIC_LIBS ON)
 find_package(Boost REQUIRED COMPONENTS unit_test_framework)

 target_link_libraries(test_main PRIVATE ${TEST_LIBS} Boost::boost Boost::unit_test_framework)
elseif(UNIX)
 message(STATUS "Detected UNIX platform")
 find_package(Boost REQUIRED COMPONENTS unit_test_framework)
 add_library(boost_unit_test_framework STATIC IMPORTED)
 set_target_properties(boost_unit_test_framework PROPERTIES
 IMPORTED_LOCATION /usr/lib/libboost_unit_test_framework.a)

 target_link_libraries(test_main ${TEST_LIBS} boost_unit_test_framework)
else()
 message(FATAL_ERROR "Unsupported platform")
endif()

add_test(solution_test test_main COMMAND test_main)

编译、测试和调试

按快捷键 Ctrl + Shift + P ，然后就可以输入我们之前定义的不同命令了：

  • “CMake: Configure” – 配置CMake
  • “CMake: Build” – 编译项目
  • “CMake: Run tests” – 执行测试
  • “Tasks: Run task -> MSVC configure” – 以调用Task的方式配置CMake

单元测试的效果如下图所示：

调试的效果如下图所示：

看完上述内容，是不是对Windows怎么配置VSCode+CMake+Ninja+Boost.Test的C++开发环境有进一步的了解，如果还想学习更多内容，欢迎关注天达云行业资讯频道。
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