详解Ubuntu18.04配置VSCode+CMake的C++开发环境

首先，介绍自己电脑：ubuntu18.04、vs code 1.46版

本文目的：为vs code配置好c++ 开发环境，以及vs code +cmake的配置

对于c++ 工程，有四个必要的json配置文件，先ctrl+shift+p打开输入指令分别是：

• c_cpp_properties.json ：配置项目结构，自动生成和更新，输入c/c++:edit configuration
• task.json: 构建和编译运行项目，输入task:configure task，模板，others
• launch.json: 调试，读取可执行文件
• setting.json: 输入setting

针对两种情况分别进行介绍，最后根据十四讲中使用eigen进行实验。

一、vs code 的c++开发环境

摘要：
1.新建c/c++工程，vscode以文件夹为管理工程的方式，因此需要建立一个文件夹来保存工程。
2.配置launch.json文件，读取可执行文件。需要进行修改地方的是指定运行的文件，其次我们还可以在里面添加build任务,用于调试。
3.配置tasks.json文件，这个文件用来方便用户自定义任务，我们可以通过这个文件来添加g++/gcc或者是make命令，方便我们编译程序。
4.之后就可以进行基础的c/c++开发与调试了。

1、建立工程

新建一个工作区文件夹，然后在vscode中打开这个文件夹。vscode调试必须在工作区文件夹下，单独打开一个文件调试会报错。vscode不支持中文路径，文件夹名称不能有空格。

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
 cout<<"hello world"<<endl;
 getchar();
 return 0;
}

2、更改配置文件（launch.json）

launch.json目的：读取执行out文件

点击左侧的debug按钮，选择添加配置（add
configuration）,然后选择c++（gdb/lldb)，然后点击默认生成，将自动生成launch.json文件，具体操作如下：

{
 // 使用 intellisense 了解相关属性。 
 // 悬停以查看现有属性的描述。
 // 欲了解更多信息，请访问: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
 "version": "0.2.0",
 "configurations": [
  {
   "name": "(gdb) 启动",// 配置名称
   "type": "cppdbg",// 配置类型
   "request": "launch",// 请求配置类型,launch或者attach
   "program": "输入程序名称，例如 ${workspacefolder}/a.out",// 进行调试程序的路径，程序生成文件.out
   "args": [],// 传递给程序的命令行参数，一般为空
   "stopatentry": false,// 调试器是否在目标的入口点停止，
   "cwd": "${workspacefolder}",// 项目目录
   "environment": [],
   "externalconsole": false,// 调试时是否显示控制台窗口，一般为true显示控制台
   "mimode": "gdb",// 指定连接的调试器
   "setupcommands": [
    {
     "description": "为 gdb 启用整齐打印",
     "text": "-enable-pretty-printing",
     "ignorefailures": true
    }
   ]
  }
 ]
}

更改：
将program内容改为调试时运行的程序。

"program": "输入程序名称，例如 ${workspacefolder}/a.out"

改为

"program": "${workspacefolder}/${filebasenamenoextension}.out"

新增，prelaunchtask 使得每次调试之前会自动进行build：

"prelaunchtask": "build",

最终版本为：

{
 // use intellisense to learn about possible attributes.
 // hover to view descriptions of existing attributes.
 // for more information, visit: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
 "version": "0.2.0",
 "configurations": [
  {
   "name": "(gdb) launch",
   "type": "cppdbg",
   "request": "launch",
   "program": "${workspacefolder}/${filebasenamenoextension}.out",
   "args": [],
   "stopatentry": false,
   "cwd": "${workspacefolder}",
   "environment": [],
   "externalconsole": true,
   "mimode": "gdb",
   "prelaunchtask": "build",
   "setupcommands": [
    {
     "description": "enable pretty-printing for gdb",
     "text": "-enable-pretty-printing",
     "ignorefailures": true
    }
   ]
  }
 ]
}

3、更改编译任务（task.json）

task.json:定义编译方法，转为计算机可识别的语言，生成out文件。

快捷键ctrl+shift+p打开命令行，输入：task:configure task 使用模版创建tasks.json文件 →
others：

{
 // see https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=733558
 // for the documentation about the tasks.json format
 "version": "2.0.0",
 "tasks": [
  {
   "label": "echo",// 任务名
   "type": "shell",
   "command": "echo hello" // 指令
  }
 ]
}

更改为：

{
 // 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": "g++",
   "args": ["-g", "${file}", "-std=c++11", "-o", "${filebasenamenoextension}.out"]
  }
  ]
}

4、断点调试

以上工作完成后即可编译运行c/c++程序。不过在调试之前最好先ctrl+shift+b编译一下，选择执行我们的build任务，build成功后，点击开始调试。

二、cmake调试c++ 工程

1、创建文件

在文件夹内创建文件

~$ touch main.cpp
~$ touch cmakelists.txt

cmakelists.txt

cmake_minimum_required(version 2.6)
 # 工程vscode_cmake
project(vscode_cmake)

#dubug 模式
set (cmake_cxx_flags "${cmake_cxx_flags} -g")

set(src_list main.cpp)
# 可执行程序 result
add_executable(result ${src_list})

main.cpp

#include<iostream>
 
using namespace std;
 
int main(){
 
 int a = 2+3;
 int b = a+3;
 
 for(int i = 0; i<10; i++){
  cout<<"hello vs code & cmake..."<<endl;
 }
 
 return 0;
}

其中， 需要在cmakelists.txt 里加
set (cmake_cxx_flags “${cmake_cxx_flags} -g”)
开启debug 不然断点调试是无效的

2、开始调试

首先要build生成可执行文件result，有了可执行文件才能进行debug操作，然后再设置断点，按下f5,进行调试。

在图中最左侧第四个小蜘蛛形状的图标（调试），点击左上方的小齿轮，添加配置（c++gdb/lldb），修改launch.json文件为：

{
 // 使用 intellisense 了解相关属性。 
 // 悬停以查看现有属性的描述。
 // 欲了解更多信息，请访问: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
 "version": "0.2.0",
 "configurations": [
  {
   "name": "(gdb) 启动",
   "type": "cppdbg",
   "request": "launch",
   "program": "${workspacefolder}/build/result",// 更改
   "args": [],
   "stopatentry": false,
   "cwd": "${workspacefolder}",
   "environment": [],
   "externalconsole": false,
   "mimode": "gdb",
   "setupcommands": [
    {
     "description": "为 gdb 启用整齐打印",
     "text": "-enable-pretty-printing",
     "ignorefailures": true
    }
   ]
  }
 ]
}

更改了

"program": "${workspacefolder}/build/result",// 更改

是为了生成的可执行文件result到build文件夹内。
之后按下最下方的build按键，生成可执行文件。

接下来设置断点，按下f5,进行调试

3、配置 c++ intellisense

ctrl+shift+p打开命令选项，选择c/c++:edit configuration ，自动生成 c_cpp_properties.json配置文件。

{
 "configurations": [
  {
   "name": "linux",
   "includepath": [
    "${workspacefolder}/**"
   ],
   "defines": [],
   "compilerpath": "/usr/bin/clang",
   "cstandard": "c11",
   "cppstandard": "c++14",
   "intellisensemode": "clang-x64",
   "configurationprovider": "ms-vscode.cmake-tools"
  }
 ],
 "version": 4
}

最主要的事includepath的引用和库的路径，根据引用内容进行配置。

三、实例分析

打开《视觉slam十四讲》的ch3的usegeometry文件夹
cmakelists.txt:

cmake_minimum_required( version 2.8 )
project( geometry )

# 添加eigen头文件
include_directories( "/usr/include/eigen3" )

add_executable( eigengeometry eigengeometry.cpp )

eigengeometry.cpp:

#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;

#include <eigen/core>
// eigen 几何模块
#include <eigen/geometry>

/****************************
* 本程序演示了 eigen 几何模块的使用方法
****************************/

int main ( int argc, char** argv )
{
 // eigen/geometry 模块提供了各种旋转和平移的表示
 // 3d 旋转矩阵直接使用 matrix3d 或 matrix3f
 eigen::matrix3d rotation_matrix = eigen::matrix3d::identity();
 // 旋转向量使用 angleaxis, 它底层不直接是matrix，但运算可以当作矩阵（因为重载了运算符）
 eigen::angleaxisd rotation_vector ( m_pi/4, eigen::vector3d ( 0,0,1 ) );  //沿 z 轴旋转 45 度
 cout .precision(3);
 cout<<"rotation matrix =\n"<<rotation_vector.matrix() <<endl;    //用matrix()转换成矩阵
 // 也可以直接赋值
 rotation_matrix = rotation_vector.torotationmatrix();
 // 用 angleaxis 可以进行坐标变换
 eigen::vector3d v ( 1,0,0 );
 eigen::vector3d v_rotated = rotation_vector * v;
 cout<<"(1,0,0) after rotation = "<<v_rotated.transpose()<<endl;
 // 或者用旋转矩阵
 v_rotated = rotation_matrix * v;
 cout<<"(1,0,0) after rotation = "<<v_rotated.transpose()<<endl;

 // 欧拉角: 可以将旋转矩阵直接转换成欧拉角
 eigen::vector3d euler_angles = rotation_matrix.eulerangles ( 2,1,0 ); // zyx顺序，即roll pitch yaw顺序
 cout<<"yaw pitch roll = "<<euler_angles.transpose()<<endl;

 // 欧氏变换矩阵使用 eigen::isometry
 eigen::isometry3d t=eigen::isometry3d::identity();    // 虽然称为3d，实质上是4＊4的矩阵
 t.rotate ( rotation_vector );          // 按照rotation_vector进行旋转
 t.pretranslate ( eigen::vector3d ( 1,3,4 ) );      // 把平移向量设成(1,3,4)
 cout << "transform matrix = \n" << t.matrix() <<endl;

 // 用变换矩阵进行坐标变换
 eigen::vector3d v_transformed = t*v;        // 相当于r*v+t
 cout<<"v tranformed = "<<v_transformed.transpose()<<endl;

 // 对于仿射和射影变换，使用 eigen::affine3d 和 eigen::projective3d 即可，略

 // 四元数
 // 可以直接把angleaxis赋值给四元数，反之亦然
 eigen::quaterniond q = eigen::quaterniond ( rotation_vector );
 cout<<"quaternion = \n"<<q.coeffs() <<endl; // 请注意coeffs的顺序是(x,y,z,w),w为实部，前三者为虚部
 // 也可以把旋转矩阵赋给它
 q = eigen::quaterniond ( rotation_matrix );
 cout<<"quaternion = \n"<<q.coeffs() <<endl;
 // 使用四元数旋转一个向量，使用重载的乘法即可
 v_rotated = q*v; // 注意数学上是qvq^{-1}
 cout<<"(1,0,0) after rotation = "<<v_rotated.transpose()<<endl;

 return 0;
}

launch.json配置为：

{
 // 使用 intellisense 了解相关属性。 
 // 悬停以查看现有属性的描述。
 // 欲了解更多信息，请访问: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
 "version": "0.2.0",
 "configurations": [
  {
   "name": "(gdb) 启动",
   "type": "cppdbg",
   "request": "launch",
   "program": "${workspacefolder}/build/eigengeometry",// 更改
   "args": [],
   "stopatentry": false,
   "cwd": "${workspacefolder}",
   "environment": [],
   "externalconsole": false,
   "mimode": "gdb",
   "setupcommands": [
    {
     "description": "为 gdb 启用整齐打印",
     "text": "-enable-pretty-printing",
     "ignorefailures": true
    }
   ]
  }
 ]
}

task.json配置为：

{
 // see https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=733558
 // for the documentation about the tasks.json format
 "version": "2.0.0",
 "tasks": [
  {
   "label": "make build",//编译的项目名，build，更改
   "type": "shell",
   "command": "cd ./build ;cmake ../ ;make",//编译命令，更改
   "group": {
    "kind": "build",
    "isdefault": true
   }
  },
  {
   "label": "clean",
   "type": "shell",
   "command": "make clean",
   

  }
 ]
}

c_cpp_properties.json

{
 "configurations": [
  {
   "name": "linux",
   "includepath": [
    
    "${workspacefolder}/**", // 更改
    "/usr/include",
    "/usr/local/include"
   ],
   "defines": [],
   "compilerpath": "/usr/bin/gcc",
   "cstandard": "c11",
   "cppstandard": "c++17",
   "intellisensemode": "clang-x64",
   "compilecommands": "${workspacefolder}/build/compile_commands.json"// 更改
  }
 ],
 "version": 4
}

按下build生成可执行文件eigengeometry

生成可执行文件后，按下f5，进行调试

参考：

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