VS Code C/C++项目配置

1. C/C++项目配置

开发平台：Ubuntu

开发工具：Visual Studio Code

编译配置工具：CMake

调试工具：GDB

API文档查询工具：

1.1 C/C++项目目录结构

比较常见的C/C++项目目录如下图所示：

.vscode目录：Visual Studio Code项目配置文件存放目录，常包含c_cpp_properties.json、 launch.json、tasks.json，该文件夹一般不作为项目内容提交至Git仓库
3rd：第三方库文件存放目录
build：CMake项目编译配置和可执行文件存放目录，该文件夹一般不作为项目内容提交至Git仓库
doc：项目文档(说明文档、图片、视频等)存放目录
include：头文件(.hpp .h)存放目录
src：源文件(.cpp)存放目录
lib：生成的库文件存放目录，该文件夹一般不作为项目内容提交至Git仓库
test：测试文件存放目录
.clang-format：clang-format工具配置文件，该文件一般不作为项目内容提交至Git仓库
main.cpp：项目启动源文件
package.xml：ROS/ROS2项目专属配置文件，非ROS/ROS2项目不需要包含
CMakeLists.txt：CMake项目配置文件，必须包含
Readme.md：MarkDown格式的项目说明文档，文档内引用的图片建议存放在doc文件夹下，图片引用路径使用相对路径，方便直接在GitLab网页端展示完整的Readme

以上只是常见的文件夹及文件，可根据项目需求添加自定义的文件夹或文件。

1.2 Visual Studio Code&CMake项目开发配置

Visual Studio Code插件安装列表：

C/C++ Extension Pack：C++开发套件
CMake & CMake Tools：CMake项目开发套件
Doxygen Documentation Generator：快速生成代码注释模板，简单易用
Clang-Format：按照.clang-format配置文件快速格式化代码

Tips:

在CMakeLists.txt中添加如下编译选项:

set(CMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS True)

该编译选项可在build文件夹下生成compile_commands.json文件，可将其配置到c_cpp_properties.json,配置项目为:

"compileCommands": "${workspaceFolder}/build/compile_commands.json"

同时也可将/usr/local/include/**和/usr/include/**两个路径添加至includePath中，因为Ubuntu大部分库都安装在这两个目录下，方便vscode进行代码的跳转和语法检查,示例如下：

{
    "configurations": [
        {
            "name": "Linux",
            "includePath": [
                "${workspaceFolder}/**",
                "/usr/local/include/**",
                "/usr/include/**"              
            ],
            "defines": [],
            "compilerPath": "/usr/bin/gcc",
            "cStandard": "c11",
            "cppStandard": "gnu++17",
            "intelliSenseMode": "linux-gcc-x64",
            "configurationProvider": "ms-vscode.cmake-tools",
            "compileCommands": "${workspaceFolder}/build/compile_commands.json"
        }
    ],
    "version": 4
}

此外，cStandard和cppStandard也需要配置成项目使用的C/C++版本，因为vscode以这两个参数而不是CMakeLists.txt中配置的C/C++版本为依据进行代码提示和检查，避免由于两方版本配置不一致导致shell端代码编译通过但是vscode端一直提示错误的情况。

c_cpp_properties.json的生成方式为快捷键：Ctrl+Shift+P后搜索C/C++：Edit Configurations(JSON)

1.3 Visual Studio Code&CMake项目编译配置

常规的CMake项目的编译流程为在shell中进行如下操作：

mkdir buid
cd build/
cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug ..
make

Visual Studio Code要想编译CMake项目就需要将以上流程配置到tasks.json文件中，生成tasks.json具体步骤如下：

在VSCode的主菜单中，选择 Terminal->Configure Default Build Task
选择 "CMake: build"
将在.vscode文件夹下生成一个 tasks.json文件

tasks.json文件内容如下：

{
	"version": "2.0.0",
	"tasks": 
	[
		{
			"label": "cmake",
			"type": "shell",
			"command": "cmake",
			"args": [
				"-DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug",
				".."
			],
			"options": {
				"cwd": "${workspaceFolder}/build"
			},
		},
		{
			"label": "make",
			"type": "shell",
			"command": "make",
			"args": [],
			"options": {
				"cwd": "${workspaceFolder}/build"
			},
		},
		{
			"label": "build",
			"dependsOn": ["cmake", "make"]
		}
	]
}

task标签下的每一个花括号都表示一个命令，label则为该命令的标识，可自定义； type为命令的类型；command为具体执行的命令，按需自定义；args为执行参数，可自定义；cwd为执行该命令的目录，可自定义；示例解释如下：

label为cmake的任务：执行shell类型的cmake命令，其参数为 -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug和../，执行时所在的目录为${workspaceFolder}/build。这个命令等价于在build目录下执行cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug ..
label为make的任务：执行shell类型的make命令，没有参数，执行时所在的目录为${workspaceFolder}/build。这个命令等价于在build目录下执行make
label为build的任务：该任务由cmake和make任务组成，也就是将上面两条命令执行的任务组合成一个build任务，所以执行build任务相当于在build目录下执行了 cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug .. 和 make 两条命令，完成了 CMake项目的编译过程

最后，启动Visual Studio Code编译CMake项目的流程为：

在VSCode的主菜单中，选择 Terminal -> Run Task…
选择要执行的任务，任务名称与label对应，按照如上配置，可直接选择build同时完成cmake 和make过程

1.4 Visual Studio Code&CMake项目调试配置

Visual Studio Code也使用GDB进行程序调试，相比起命令行工具调试减少了命令的输入，方便了许多。在调试之前务必确保项目配置编译选项为CMAKE_BUILD_TYPE=Debug，否认则可能调试失败。Visual Studio Code调试依赖于launch.json配置文件，调试配置流程如下：

在Visual Studio Code的上方菜单中，选择 Run -> Add Configuration，会在.vscode文件夹下生成一个空白的launch.json文件
配置launch.json内容

{
    // 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": "${workspaceFolder}/build/${workspaceFolderBasename}",
            "args": [],
            "stopAtEntry": false,
            "cwd": "${fileDirname}",
            "environment": [],
            "externalConsole": false,
            "MIMode": "gdb",
            "setupCommands": [
                {
                    "description": "Enable pretty-printing for gdb",
                    "text": "-enable-pretty-printing",
                    "ignoreFailures": true
                },
            ],
            "preLaunchTask": "build"
        }

    ]
}

其中需要重点关注的属性为：

program属性：该属性为可执行文件的完整路径，可执行文件必须是Debug模式下编译生成的
args属性：配置可执行文件的参数，不包括可执行文件名称
preLaunchTask属性：该属性配置调试的前置任务，前置任务名称必须与tasks.json中的label对应；表示调试启动之前必须先执行前置任务，该属性也可不写。

Note

Visual Studio Code编译与调试CMake项目并不是强相关的，可以只配置编译或者调试。

2. C/C++代码风格管理

Visual Studio Code可以通过配置Clang-format实现代码风格的管理，clang-format是 LLVM 开发的用于格式化 C/C++/Java/JavaScript/Objective-C/Objective-C++/Protobuf 等多种语言代码的工具，借助 clang-format 可以实现代码仓库的风格统一，提升开发效率。Visual Studio Code配置Clang-format流程如下：

Visual Studio Code安装扩展Clang-Format（Xaver Hellauer）
进入vscode中的设置，搜索formatting，将c_cpp:formatting设置为clang-format
进入vscode中的设置，搜索defaultformatter，将editor:default formatrer设置为C/C++
进入vscode中的设置，搜索formatonsave，将editor:format on save的勾选上
重启Visual Studio Code
在项目根目录下新建名为.clang-format的文件并配置内容，可通过配置项自定义代码风格，Clang-Format插件将自动识别该文件并在代码保存时自动执行格式化。具体配置内容如下：

# 语言: None, Cpp, Java, JavaScript, ObjC, Proto, TableGen, TextProto
Language: Cpp

BasedOnStyle: LLVM

# 访问说明符(public、private等)的偏移
AccessModifierOffset: -4

# 左括号(左圆括号、左尖括号、左方括号)后的对齐: Align, DontAlign, AlwaysBreak(总是在左括号后换行)
AlignAfterOpenBracket: Align

# 连续赋值时，对齐所有等号
AlignConsecutiveAssignments: false

# 连续声明时，对齐所有声明的变量名
AlignConsecutiveDeclarations: false

# 对齐连续位域字段的风格
# AlignConsecutiveBitFields: AcrossEmptyLinesAndComments

# 对齐连续宏定义的风格
# AlignConsecutiveMacros: Consecutive #clang-format 12

# 用于在使用反斜杠换行中对齐反斜杠的选项
AlignEscapedNewlines: Left

# 水平对齐二元和三元表达式的操作数
AlignOperands: Align

# 对齐连续的尾随的注释
AlignTrailingComments: true

# 如果函数调用或带括号的初始化列表不适合全部在一行时
# 允许将所有参数放到下一行，即使BinPackArguments为false
AllowAllArgumentsOnNextLine: true

# 允许构造函数的初始化参数放在下一行
AllowAllConstructorInitializersOnNextLine: true

# 允许函数声明的所有参数在放在下一行
AllowAllParametersOfDeclarationOnNextLine: true


# 允许短的块放在同一行(Always 总是将短块合并成一行，Empty 只合并空块)
AllowShortBlocksOnASingleLine: Empty

# 允许短的case标签放在同一行
AllowShortCaseLabelsOnASingleLine: true

# 允许短的函数放在同一行: None, InlineOnly(定义在类中), Empty(空函数), Inline(定义在类中，空函数), All
AllowShortFunctionsOnASingleLine: Inline

# 允许短的if语句保持在同一行
AllowShortIfStatementsOnASingleLine: true

# 允许短的循环保持在同一行
AllowShortLoopsOnASingleLine: true

# 总是在定义返回类型后换行(deprecated)
AlwaysBreakAfterDefinitionReturnType: None

# 总是在返回类型后换行: None, All, TopLevel(顶级函数，不包括在类中的函数), 
#   AllDefinitions(所有的定义，不包括声明), TopLevelDefinitions(所有的顶级函数的定义)

# 函数声明返回类型后是否换行(None 自动，All全部，TopLevel...)
AlwaysBreakAfterReturnType: None

# 总是在多行string字面量前换行
AlwaysBreakBeforeMultilineStrings: false

# 总是在template声明后换行
AlwaysBreakTemplateDeclarations: true

# false表示函数实参要么都在同一行，要么都各自一行
BinPackArguments: false

# false表示所有形参要么都在同一行，要么都各自一行
BinPackParameters: true

# 大括号换行，只有当 BreakBeforeBraces 设置为Custom时才有效
BraceWrapping:
  # case 语句后面
  AfterCaseLabel: true
  # class定义后面
  AfterClass: true
  # 控制语句后面
  AfterControlStatement: true
  # enum定义后面
  AfterEnum: true
  # 函数定义后面
  AfterFunction: true
  # 命名空间定义后面
  AfterNamespace: true
  # ObjC定义后面
  AfterObjCDeclaration: false
  # struct定义后面
  AfterStruct: true
  # union定义后面
  AfterUnion: true
  # extern 导出块后面
  AfterExternBlock: false
  # catch之前
  BeforeCatch: true
  # else之前
  BeforeElse: true
  # 缩进大括号(整个大括号框起来的部分都缩进)
  IndentBraces: false
  # 空函数的大括号是否可以在一行
  SplitEmptyFunction: false
  # 空记录体(struct/class/union)的大括号是否可以在一行
  SplitEmptyRecord: false
  # 空名字空间的大括号是否可以在一行
  SplitEmptyNamespace: false

# 在二元运算符前换行: None(在操作符后换行), NonAssignment(在非赋值的操作符前换行), All(在操作符前换行)
BreakBeforeBinaryOperators: None

# 在大括号前换行: Attach(始终将大括号附加到周围的上下文), Linux(除函数、命名空间和类定义，与Attach类似), 
#   Mozilla(除枚举、函数、记录定义，与Attach类似), Stroustrup(除函数定义、catch、else，与Attach类似), 
#   Allman(总是在大括号前换行), GNU(总是在大括号前换行，并对于控制语句的大括号增加额外的缩进), WebKit(在函数前换行), Custom
#   注：这里认为语句块也属于函数

# 大括号的换行规则
BreakBeforeBraces: Custom

# 三元运算操作符换行位置（?和: 在新行还是尾部）
BreakBeforeTernaryOperators: true

# 在构造函数的初始化列表的逗号前换行
BreakConstructorInitializersBeforeComma: false

# 要使用的构造函数初始化式样式
BreakConstructorInitializers: BeforeComma

# 每行字符的限制，0表示没有限制
ColumnLimit: 160

# 描述具有特殊意义的注释的正则表达式，它不应该被分割为多行或以其它方式改变
# CommentPragmas: ''

# 如果为true，则连续的名称空间声明将在同一行上。如果为false，则在新行上声明每个名称空间。
CompactNamespaces: false

# 构造函数的初始化列表要么都在同一行，要么都各自一行
ConstructorInitializerAllOnOneLineOrOnePerLine: false

# 构造函数的初始化列表的缩进宽度
ConstructorInitializerIndentWidth:  4

# 延续的行的缩进宽度
ContinuationIndentWidth: 4

# 去除C++11的列表初始化的大括号{后和}前的空格
Cpp11BracedListStyle: true

# 继承最常用的指针和引用的对齐方式
DerivePointerAlignment: false

# 关闭格式化
DisableFormat: false

# 自动检测函数的调用和定义是否被格式为每行一个参数(Experimental)
ExperimentalAutoDetectBinPacking: false

# 如果为true，则clang格式会为短名称空间添加缺少的名称空间结尾注释，并修复无效的现有名称结束注释
FixNamespaceComments: true

# 需要被解读为foreach循环而不是函数调用的宏
ForEachMacros:  [ foreach, Q_FOREACH, BOOST_FOREACH ]

# 对#include进行排序，匹配了某正则表达式的#include拥有对应的优先级，匹配不到的则默认优先级为INT_MAX(优先级越小排序越靠前)，
#   可以定义负数优先级从而保证某些#include永远在最前面
IncludeCategories: 
  - Regex:  '^"(llvm|llvm-c|clang|clang-c)/'
    Priority:   2
  - Regex:  '^(<|"(gtest|isl|json)/)'
    Priority:   3
  - Regex:  '.*'
    Priority:   1

# 缩进case标签
IndentCaseLabels: false

# 要使用的预处理器指令缩进样式
IndentPPDirectives: AfterHash

# 缩进宽度
IndentWidth: 4

# 函数返回类型换行时，缩进函数声明或函数定义的函数名
IndentWrappedFunctionNames: false

# 保留在块开始处的空行
KeepEmptyLinesAtTheStartOfBlocks: true

# 开始一个块的宏的正则表达式
MacroBlockBegin: ''

# 结束一个块的宏的正则表达式
MacroBlockEnd: ''

# 连续空行的最大数量
MaxEmptyLinesToKeep: 1

# 命名空间的缩进: None, Inner(缩进嵌套的命名空间中的内容), All
NamespaceIndentation: All

# 使用ObjC块时缩进宽度
ObjCBlockIndentWidth: 4

# 在ObjC的@property后添加一个空格
ObjCSpaceAfterProperty: false

# 在ObjC的protocol列表前添加一个空格
ObjCSpaceBeforeProtocolList: true

# 在call(后对函数调用换行的penalty
PenaltyBreakBeforeFirstCallParameter: 2

# 在一个注释中引入换行的penalty
PenaltyBreakComment: 300

# 第一次在<<前换行的penalty
PenaltyBreakFirstLessLess:  120

# 在一个字符串字面量中引入换行的penalty
PenaltyBreakString: 1000

# 对于每个在行字符数限制之外的字符的penalty
PenaltyExcessCharacter: 1000000

# 对每一个空格缩进字符的penalty(相对于前导的非空格列计算)
# PenaltyIndentedWhitespace: 0 

# 将函数的返回类型放到它自己的行的penalty
PenaltyReturnTypeOnItsOwnLine: 120

# 指针和引用的对齐: Left, Right, Middle
PointerAlignment: Left

# 允许重新排版注释
ReflowComments: false

# 允许排序#include
SortIncludes: false

# 允许排序 using 声明顺序
SortUsingDeclarations: false

# 在C风格类型转换后添加空格
SpaceAfterCStyleCast: false

# 在逻辑非操作符(!)之后插入一个空格
SpaceAfterLogicalNot: false

# 在 template 关键字后插入一个空格
SpaceAfterTemplateKeyword: false

# 定义在什么情况下在指针限定符之前或之后放置空格
# SpaceAroundPointerQualifiers: Before

# 在赋值运算符之前添加空格
SpaceBeforeAssignmentOperators: true

# 左圆括号之前添加一个空格: Never, ControlStatements, Always
SpaceBeforeParens: ControlStatements

# 空格将在基于范围的for循环冒号之前被删除
SpaceBeforeRangeBasedForLoopColon: true

# [ 前是否添加空格（数组名和[之间，Lambdas不会受到影响）
# 连续多个 [ 只考虑第一个（嵌套数组，多维数组）
SpaceBeforeSquareBrackets: false

# 在空的圆括号中添加空格
SpaceInEmptyParentheses: false

# 在尾随的评论前添加的空格数(只适用于//)
SpacesBeforeTrailingComments: 3

# 在尖括号的<后和>前添加空格
SpacesInAngles: false

# 在容器(ObjC和JavaScript的数组和字典等)字面量中添加空格
SpacesInContainerLiterals:  false

# 在C风格类型转换的括号中添加空格
SpacesInCStyleCastParentheses: false

# 如果为true，将在If/for/switch/while条件括号前后插入空格。
SpacesInConditionalStatement: false

# 在圆括号的(后和)前添加空格
SpacesInParentheses: false

# 在方括号的[后和]前添加空格，lamda表达式和未指明大小的数组的声明不受影响
SpacesInSquareBrackets: false

# 标准: Cpp03, Cpp11, Auto
Standard: Cpp11

# tab宽度
TabWidth: 4

# 使用tab字符: Never, ForIndentation, ForContinuationAndIndentation, Always
UseTab: Never

配置完成之后，每次保存文件时都将自动进行格式化并保存。

参考链接：Clang-format官方文档

3. C/C++项目测试配置

单元测试库使用GTest，测试内容作为一个单独的CMake项目存放在test文件夹下，同时该CMake项目作为主CMake项目的子项目存在。配置流程如下：

系统安装GTest库
主CMake项目CMakeLIsts.txt配置，添加如下内容：

#开启测试
enable_testing()

#包含测试子项目,test_project_dir_name为测试项目所在文件夹名称
add_subdirectory(test_project_dir_name)

测试所在CMake项目CMakeLIsts.txt配置，添加如下内容：

#添加GTest库
find_package(GTest REQUIRED)

#添加GTest头文件目录
include_directories(${GTEST_INCLUDE_DIRS})

#构建测试用例可执行文件,具体参数自定义
add_executable(test_name ...)

#链接GTest测试库与pthread，不链接pthread会报错
target_link_libraries(test_name ${GTEST_BOTH_LIBRARIES} pthread)

#注册测试用例，注册测试用例之后可通过make test自动执行测试用例
#注册方式有add_test和gtest_discover_tests两种,二选一
add_test(NAME test_name COMMAND command)
gtest_discover_tests(test_name)

参考链接：GoogleTest官方文档

4. .gitignore文件配置

在使用Git管理CMake项目的过程中，有的文件比如日志，临时文件，编译的中间文件、IDE配置文件一般不提交到代码仓库，这时就需要设置相应的忽略规则来忽略这些文件的提交。Git提供了一个.gitignore配置文件，只要在这个文件中声明哪些文件你不希望添加到git中去，这样当你使用git add .的时候这些文件就会被自动忽略掉，当然已经被添加追踪的文件再配置进.gitignore则该配置项就会失效。示例如下：

# 忽略vsc配置文件
.vscode/

# 编译过程文件
build/

# 代码风格配置文件
.clang-format

# 编译结果文件
lib/

posted @ 2023-07-26 14:13 漫山华阅读(585) 评论(0) 编辑收藏举报

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漫山华

路漫漫其修远兮~~~

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1. C/C++项目配置

1.1 C/C++项目目录结构

1.2 Visual Studio Code&CMake项目开发配置

1.3 Visual Studio Code&CMake项目编译配置

1.4 Visual Studio Code&CMake项目调试配置

2. C/C++代码风格管理

3. C/C++项目测试配置

4. .gitignore文件配置

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