day01：動態庫與Qt環境的學習與作業

  • 2020/6/21

序言

  1. IDE工具

    • VSCode
      • 語法檢測：頭文件（include頭文件） + 編譯器內置的語法
      • 添加頭文件檢測：ctrl + shift + p->C++配置編輯，添加頭文件所在目錄；

  2. 控制終端

    • 命令
    • 環境變量
      • PATH： echo %PATH%
      • set指令顯示所有環境變量
      • PATH：window執行程序所搜索的路徑；每個路徑使用；分號分隔
      • 有可視化的設置的

  3. VisualStudio 開發環境的設置

    • 使用腳本的文件來設置，腳本是vcvars64.bat
    • 設置vcvars64.bat的目錄到PATH環境變量；
      • PATH=C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2019\Enterprise\VC\Auxiliary\Build
    • 使用可視化設置環境變量，需要重啟終端；

  4. 開發工具

    • cl 編譯器
    • link 連接器 （PE格式）
    • lib 庫歸檔工具（靜態庫：目標文件的歸檔）
    • dumpbin PE與目標文件格式分析工具

工程組織與編譯器

  1. 編譯器

    • cl 源代碼 編譯/鏈接為執行文件
      • /EHsc
      • /MD
      • /utf-8
        • /source-charset:utf-8
        • /execution-charset:utf-8
      • 頭文件目錄

  2. 說明：

    • 第一次輸出，漢字可能是亂碼
      1. 使用chcp命令改變終端的代碼頁。utf-8的code page= 65001
        • chcp 65001
      2. 在區域/語言中直接設置編碼（整個系統設置為utf-8）
        • opencv不識別中文目錄；（系統設置編碼）

  3. 鏈接器

    • link
      • cl負責編譯 ： 檢測語法，生成目標文件
      • link負責鏈接：負責生成PE格式文件，需要信息動態庫信息
    • link 選項 目標文件s
      • /out
      • /MACHINE:X64
      • 第三方的庫的庫目錄
      • 第三方的庫名

靜態庫

  • 前提：lib/dll這兩個文件解釋清楚；
    • lib：靜態庫
    • dll：動態庫

實現一個庫函數

  • gk_math.h
#ifndef GK_MATH_H
#define GK_MATH_H
extern int gk_add(int, int);
#endif
  • gk_math.cpp
#include "gk_math.h"

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

編譯成靜態庫

@rem 靜態庫的編譯
@rem 編譯
@cl /c /EHsc /MD /nologo /source-charset:utf-8  /execution-charset:utf-8 /Fo:gkmath.obj  gk_math.cpp
@rem 靜態庫鏈接
lib /MACHINE:X64 /nologo /OUT:gkmath.lib  gkmath.obj

代碼的組織

  • 使用shell腳本或者bat處理腳本，比較麻煩的是多個操作需要寫成多個bat文件；實際引入一個專門的工程組織腳本Makefile；

  • 工程組織的方式：

    • 通用
      • Makefile
      • CMake
      • QMake
    • 個性化：
      • Visual Studio
      • Qt Creator
      • QMake
      • Eclipse C++
      • C++ Builder

  • Makefile腳本的語法：Makefile

    1. 定義變量
    2. 任務（Task）
      • 依賴（任務依賴另外一任務）
    3. 指令

  • Makfile例子

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

使用靜態庫

  1. 在鏈接的時候使用靜態庫
#include <stdio.h>
#include "gk_math.h"
int main(int argc, char **argv, char **arge){
    printf("C++程序編程！靜態庫調用結果：%d\n", gk_add(45, 55));
    return 0;
}
  • 編譯腳本
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
  1. 在代碼中使用靜態庫
#include <stdio.h>
#include "gk_math.h"

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

int main(int argc, char **argv, char **arge){
    printf("C++程序編程！靜態庫調用結果：%d\n", gk_add(45, 55));
    return 0;
}
// cl /nologo /MD /Fe:main.exe main_lib.cpp
  • 編譯命令：
    • cl /nologo /MD /Fe:main.exe main_lib.cpp
  • 回顧
    1. 開發工具

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

        • 默認是調用link默認鏈接
          • /link 后面直接包含link選項

      2. link連接器（posix：ld）

        • link步驟很多編譯器中默認自動調用

      3. lib（ar）

        • 靜態庫

      4. dumpbin（nm）

        • 分析目標文件與PE執行文件

      5. nmake（make）

        • nmake task
        • nmake task -f makefile文件
    2. vcvars64.bat / vcvars32.bat （mac/linux不需要單獨的設置，默認在系統設置）
      • 空格轉義： "C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio"
    3. makefile的語法
      • 任務目標：依賴
        • 指令（使用tab開始）
      • 偽任務目標：
        • 文件不存在

動態庫

實現代碼

  1. gkmath.h文件
#ifndef GK_MATH_H
#define GK_MATH_H
extern int gk_add(int, int);
#endif
  1. gkmath.cpp文件
#include "gkmath.h"

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

編譯動態庫

  • 準備：link選項

    • /DLL:不需要main入口
    • /IMPLIB ： 指定鏈接的時候產生導入的符號，使用lib靜態庫的方式存放；
    • /EXPORT ： 指定哪些函數可以被別人調用 = /DEF：DEF導出函數的描述文件
    • /MACHINE：指定CPU結構X64/X86/ARM/ARM64/EBC
    • /OUT：指定輸出文件名，dll輸出名字

  • 編譯腳本

# 編譯選項設置一個變量
CL_ARGS=/EHsc /MD /source-charset:utf-8 /execution-charset:utf-8 /nologo
# 鏈接選項設置一個變量
LINK_ARGS=/MACHINE:X64 /NOLOGO /DLL

# 文件設置成變量
SOURCES      = gkmath.cpp
OBJS         = gkmath.obj
OUTLIBS      = gkmath.lib
OUTDLLS      = gkmath.dll

# 目標指令實現
$(OUTDLLS):$(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

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

動態庫的調用方式1

  • 直接使用dll調用函數（lib根本不需要，只需要dll） 【不推薦】

  • 準備技術：

    1. HMODULE = LoadLibraryA(LPCSTR dllfilename): 加載動態庫到內存
    2. FARPROC = GetProcAddress(HMODULE hModule, LPCSTR functioname)
    3. 函數類型轉換
    4. 調用
    5. 釋放dll空間：BOOL FreeLibraray(HMODULE)
  • 代碼實現
#include <stdio.h>
#include <windows.h>

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

int main(int argc, const char**argv){
    // 加載dll模塊
    HMODULE h = LoadLibraryA("gkmath.dll");
    if (h == NULL){
        printf("加載失敗!\n");
        return -1;
    }
    printf("加載成功！");
    // 查找函數
    FARPROC f = GetProcAddress(h, "gk_add");  // ?gk_add@@YAHHH@Z
    printf("%p\n", f);
    // 類型轉換
    // type_f myfunc = (type_f)f;
    int (*myfunc)(int, int) = (int(*)(int, int))f;
    // 調用
    printf("結果：%d\n", myfunc(45,55));
    // 釋放模塊
    FreeLibrary(h);
}
  • /I : 指定頭文件的路徑
@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

動態庫的調用方式2

  • 在編譯的時候調用函數（根本不需要dll，只需要lib，但是運行的時候需要dll，不需要lib）

  • 代碼實現：

#include <stdio.h>
#include "gkmath.h"

#pragma comment(lib, "gkmath.lib")   // 強調，不推薦使用

int main(int argc, const char*argv[]){
    printf("調用結果：%d\n", gk_add(55,55));
    return 0;
}
  • 調用動態庫基地址
main1:call_auto_dll.cpp
    @cl /c $(CL_ARGS) /Fo:main1.obj call_auto_dll.cpp
    @link /OUT:main1.exe  main1.obj

Qt編譯環境設置

  • 掌握的重點：

    1. GUI （Qt應用 + QtWidgets（QDialog））
    2. QApplication

  • Qt程序繪制簡單窗體

#include <iostream>

// Qt GUI模塊：QtWidgets
// Qt 底層模塊：QtCore
// Qt 圖形的繪制模塊QtGui
#include <QtWidgets/QApplication>
#include <QtWidgets/QDialog>

int main(int argc, char **argv){
    // 1. 構建Qt應用:QApplication
    QApplication app(argc, argv);
    // 2. 窗體創建QDialog
    QDialog dlg;
    // 窗體的屬性（函數對getter/setter）
    dlg.setWindowTitle("Qt開發");
    dlg.resize(640, 480);
    dlg.move(200,200);
    dlg.setFixedSize(dlg.width(), dlg.height());   // 不允許改變窗體大小
    dlg.show();
    // 3. 消息循環處理int QApplication.exec()
    int status = app.exec();  // block函數（消息循環）
    // 4. 退出程序，返回狀態碼給系統0-255（-1=255）
    return status;
}

// dll所在的路徑，必須設置到PATH環境變量
  • 編譯腳本
INCLUDES = /I "D:/Qt/Qt5.13.0/5.13.0/msvc2017_64/include"

LIBS     = /LIBPATH:"D:/Qt/Qt5.13.0/5.13.0/msvc2017_64/lib" \
           /DYNAMICBASE  \
             "Qt5Widgets.lib"  \
             "Qt5Gui.lib" \
             "Qt5Core.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
  • 問題
    如果出現 qt.qpa.plugin: Could not find the Qt platform plugin "windows" in""
    解決方法：windeployqt main.exe

OpenCV的環境

    • 打開cmake；
    • 將opencv目錄和處理結果存放目錄依次鍵入；
    • Configure后調試無誤；
    • 單擊Generate在指定的存放目錄生成項目工程；
    • 在項目工程目錄下找到OpenCV.sln；
    • 用VS2019打開OpenCV.sln文件，加載項目；
    • 將BUILD_ALL與INSTALL重新生成。

作業

  • 寫Qt程序，并編譯鏈接成執行文件，且能執行成功；

    • 動態的使用
    • 編譯器/連接器

  • 提交作業

#include <iostream>
#include <QtWidgets/QApplication>
#include <QtWidgets/QDialog>

int main(int argc, char **argv){
    // 1. 構建Qt應用
    QApplication app(argc, argv);
    // 2. 窗體創建
    QDialog dlg;
    // 窗體的屬性設置
    dlg.setWindowTitle("作業1");
    dlg.resize(1000, 800);
    dlg.move(300,300);
    dlg.setFixedSize(dlg.width(), dlg.height());   // 不允許改變窗體大小
    dlg.show();
    // 3. 消息循環處理
    int status = app.exec();  // block函數（消息循環）
    // 4. 退出程序，返回狀態碼給系統
    return status;
}
  • 作業所用編譯腳本
INCLUDES = /I "D:/Qt/Qt5.13.0/5.13.0/msvc2017_64/include"

LIBS     = /LIBPATH:"D:/Qt/Qt5.13.0/5.13.0/msvc2017_64/lib" \
           /DYNAMICBASE  \
             "Qt5Widgets.lib"  \
             "Qt5Gui.lib" \
             "Qt5Core.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
最后編輯于 ：
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