2020-06-14
首先，介紹自己電腦：Ubuntu18.04、VS Code 1.46版
本文目的：爲VS Code配置好C++ 開發環境，以及VS Code +CMake的配置

對於C++ 工程，有四個必要的json配置文件，先ctrl+shift+p打開輸入指令分別是：

c_cpp_properties.json ：配置項目結構，自動生成和更新，輸入C/C++:Edit configuration
task.json: 構建和編譯運行項目，輸入Task:Configure Task，模板，Others
launch.json: 調試，讀取可執行文件
setting.json: 輸入setting

針對兩種情況分別進行介紹，最後根據十四講中使用Eigen進行實驗。

一、VS Code 的C++開發環境

摘要：
1.新建C/C++工程，VScode以文件夾爲管理工程的方式，因此需要建立一個文件夾來保存工程。
2.配置launch.json文件，讀取可執行文件。需要進行修改地方的是指定運行的文件，其次我們還可以在裏面添加build任務,用於調試。
3.配置tasks.json文件，這個文件用來方便用戶自定義任務，我們可以通過這個文件來添加g++/gcc或者是make命令，方便我們編譯程序。
4.之後就可以進行基礎的C/C++開發與調試了。

1、建立工程

新建一個工作區文件夾，然後在VScode中打開這個文件夾。VScode調試必須在工作區文件夾下，單獨打開一個文件調試會報錯。VScode不支持中文路徑，文件夾名稱不能有空格。

#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：讀取執行out文件

點擊左側的Debug按鈕，選擇添加配置（Add
configuration）,然後選擇C++（GDB/LLDB)，然後點擊默認生成，將自動生成launch.json文件，具體操作如下：

{
    // 使用 IntelliSense 瞭解相關屬性。 
    // 懸停以查看現有屬性的描述。
    // 欲瞭解更多信息，請訪問: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "(gdb) 啓動",// 配置名稱
            "type": "cppdbg",// 配置類型
            "request": "launch",// 請求配置類型,launch或者attach
            "program": "輸入程序名稱，例如 ${workspaceFolder}/a.out",// 進行調試程序的路徑，程序生成文件.out
            "args": [],// 傳遞給程序的命令行參數，一般爲空
            "stopAtEntry": false,// 調試器是否在目標的入口點停止，
            "cwd": "${workspaceFolder}",// 項目目錄
            "environment": [],
            "externalConsole": false,// 調試時是否顯示控制檯窗口，一般爲true顯示控制檯
            "MIMode": "gdb",// 指定連接的調試器
            "setupCommands": [
                {
                    "description": "爲 gdb 啓用整齊打印",
                    "text": "-enable-pretty-printing",
                    "ignoreFailures": true
                }
            ]
        }
    ]
}

更改：
將program內容改爲調試時運行的程序。

"program": "輸入程序名稱，例如 ${workspaceFolder}/a.out"

改爲

"program": "${workspaceFolder}/${fileBasenameNoExtension}.out"

新增，preLaunchTask 使得每次調試之前會自動進行build：

"preLaunchTask": "build",

最終版本爲：

{
    // 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、更改編譯任務（task.json）

task.json:定義編譯方法，轉爲計算機可識別的語言，生成out文件。

快捷鍵ctrl+shift+p打開命令行，輸入：Task:Configure Task 使用模版創建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",// 任務名
            "type": "shell",
            "command": "echo Hello" // 指令
        }
    ]
}

更改爲：

{
    // 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、斷點調試

以上工作完成後即可編譯運行C/C++程序。不過在調試之前最好先CTRL+SHIFT+B編譯一下，選擇執行我們的build任務，build成功後，點擊開始調試。

二、CMake調試C++ 工程

1、創建文件

在文件夾內創建文件

~$ 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)
# 可執行程序 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”)
開啓debug 不然斷點調試是無效的

2、開始調試

首先要build生成可執行文件result，有了可執行文件才能進行debug操作，然後再設置斷點，按下F5,進行調試。

在圖中最左側第四個小蜘蛛形狀的圖標（調試），點擊左上方的小齒輪，添加配置（C++GDB/LLDB），修改launch.json文件爲：

{
    // 使用 IntelliSense 瞭解相關屬性。 
    // 懸停以查看現有屬性的描述。
    // 欲瞭解更多信息，請訪問: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "(gdb) 啓動",
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch",
            "program": "${workspaceFolder}/build/result",// 更改
            "args": [],
            "stopAtEntry": false,
            "cwd": "${workspaceFolder}",
            "environment": [],
            "externalConsole": false,
            "MIMode": "gdb",
            "setupCommands": [
                {
                    "description": "爲 gdb 啓用整齊打印",
                    "text": "-enable-pretty-printing",
                    "ignoreFailures": true
                }
            ]
        }
    ]
}

更改了

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

是爲了生成的可執行文件result到build文件夾內。
之後按下最下方的Build按鍵，生成可執行文件。

接下來設置斷點，按下F5,進行調試

3、配置 C++ IntelliSense

Ctrl+shift+p打開命令選項，選擇C/C++:Edit configuration ，自動生成 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的引用和庫的路徑，根據引用內容進行配置。

三、實例分析

打開《視覺SLAM十四講》的ch3的useGeometry文件夾
CmakeLists.txt:

cmake_minimum_required( VERSION 2.8 )
project( geometry )

# 添加Eigen頭文件
include_directories( "/usr/include/eigen3" )

add_executable( eigenGeometry eigenGeometry.cpp )

eigenGeometry.cpp:

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

#include <Eigen/Core>
// Eigen 幾何模塊
#include <Eigen/Geometry>

/****************************
* 本程序演示了 Eigen 幾何模塊的使用方法
****************************/

int main ( int argc, char** argv )
{
    // Eigen/Geometry 模塊提供了各種旋轉和平移的表示
    // 3D 旋轉矩陣直接使用 Matrix3d 或 Matrix3f
    Eigen::Matrix3d rotation_matrix = Eigen::Matrix3d::Identity();
    // 旋轉向量使用 AngleAxis, 它底層不直接是Matrix，但運算可以當作矩陣（因爲重載了運算符）
    Eigen::AngleAxisd rotation_vector ( M_PI/4, Eigen::Vector3d ( 0,0,1 ) );     //沿 Z 軸旋轉 45 度
    cout .precision(3);
    cout<<"rotation matrix =\n"<<rotation_vector.matrix() <<endl;                //用matrix()轉換成矩陣
    // 也可以直接賦值
    rotation_matrix = rotation_vector.toRotationMatrix();
    // 用 AngleAxis 可以進行座標變換
    Eigen::Vector3d v ( 1,0,0 );
    Eigen::Vector3d v_rotated = rotation_vector * v;
    cout<<"(1,0,0) after rotation = "<<v_rotated.transpose()<<endl;
    // 或者用旋轉矩陣
    v_rotated = rotation_matrix * v;
    cout<<"(1,0,0) after rotation = "<<v_rotated.transpose()<<endl;

    // 歐拉角: 可以將旋轉矩陣直接轉換成歐拉角
    Eigen::Vector3d euler_angles = rotation_matrix.eulerAngles ( 2,1,0 ); // ZYX順序，即roll pitch yaw順序
    cout<<"yaw pitch roll = "<<euler_angles.transpose()<<endl;

    // 歐氏變換矩陣使用 Eigen::Isometry
    Eigen::Isometry3d T=Eigen::Isometry3d::Identity();                // 雖然稱爲3d，實質上是4＊4的矩陣
    T.rotate ( rotation_vector );                                     // 按照rotation_vector進行旋轉
    T.pretranslate ( Eigen::Vector3d ( 1,3,4 ) );                     // 把平移向量設成(1,3,4)
    cout << "Transform matrix = \n" << T.matrix() <<endl;

    // 用變換矩陣進行座標變換
    Eigen::Vector3d v_transformed = T*v;                              // 相當於R*v+t
    cout<<"v tranformed = "<<v_transformed.transpose()<<endl;

    // 對於仿射和射影變換，使用 Eigen::Affine3d 和 Eigen::Projective3d 即可，略

    // 四元數
    // 可以直接把AngleAxis賦值給四元數，反之亦然
    Eigen::Quaterniond q = Eigen::Quaterniond ( rotation_vector );
    cout<<"quaternion = \n"<<q.coeffs() <<endl;   // 請注意coeffs的順序是(x,y,z,w),w爲實部，前三者爲虛部
    // 也可以把旋轉矩陣賦給它
    q = Eigen::Quaterniond ( rotation_matrix );
    cout<<"quaternion = \n"<<q.coeffs() <<endl;
    // 使用四元數旋轉一個向量，使用重載的乘法即可
    v_rotated = q*v; // 注意數學上是qvq^{-1}
    cout<<"(1,0,0) after rotation = "<<v_rotated.transpose()<<endl;

    return 0;
}

launch.json配置爲：

{
    // 使用 IntelliSense 瞭解相關屬性。 
    // 懸停以查看現有屬性的描述。
    // 欲瞭解更多信息，請訪問: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "(gdb) 啓動",
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch",
            "program": "${workspaceFolder}/build/eigenGeometry",// 更改
            "args": [],
            "stopAtEntry": false,
            "cwd": "${workspaceFolder}",
            "environment": [],
            "externalConsole": false,
            "MIMode": "gdb",
            "setupCommands": [
                {
                    "description": "爲 gdb 啓用整齊打印",
                    "text": "-enable-pretty-printing",
                    "ignoreFailures": true
                }
            ]
        }
    ]
}

task.json配置爲：

{
    // See https://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=733558
    // for the documentation about the tasks.json format
    "version": "2.0.0",
    "tasks": [
        {
            "label": "make build",//編譯的項目名，build，更改
            "type": "shell",
            "command": "cd ./build ;cmake ../ ;make",//編譯命令，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生成可執行文件eigenGeometry
生成可執行文件後，按下F5，進行調試

參考：
https://blog.csdn.net/weixin_43374723/article/details/84064644
https://blog.csdn.net/zzz_xxj/article/details/86568353
https://blog.csdn.net/wanzew/article/details/83097457
https://blog.csdn.net/orange_littlegirl/article/details/88397361

Ubuntu18.04配置VS Code+CMake的C++開發環境

一、VS Code 的C++開發環境

1、建立工程

2、更改配置文件（launch.json）

3、更改編譯任務（task.json）

4、斷點調試

二、CMake調試C++ 工程

1、創建文件

2、開始調試

3、配置 C++ IntelliSense

三、實例分析

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