Ubuntu18.04平台下C/C++编程环境搭建及OpenCV4.5.4安装_ubuntu opencv c++

安装Vim编辑器

Vi 编辑器是 Linux 和 Unix 上最基本的文本编辑器，工作在字符模式下，支持众多的命令，是一款功能强大，效率很高的文本编辑器。Vi 编辑器可以对文本进行编辑、删除、查找和替换、文本块操作等，全部操作都是在命令模式下进行的。Vi 有两种工作模式：命令模式和输入模式。

在终端输入如下命令，可安装vim

sudo apt-get install vim 
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查看vim版本

vim --version
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启动vim

vi
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在命令模式下输入如下所示的命令都可以退出 Vi 编辑器，回到 Shell 界面

Vi 编辑器的整个文本编辑都用键盘而非鼠标来完成，传统的光标移动方式是在命令模式下输入 h、j、k、l 完成光标的移动，后来也支持键盘的方向键以及 Page Up 和 Page Down 翻页键

直接用vi创建文件

vi hello.c
1

安装GCC

GCC（GNU Compiler Collection，GNU 编译器套件），是由 GNU 开发的编程语言编译 器。GNU 编译器套件包括 C、C++、Objective-C、Fortran、Java、Ada 和 Go 语言的前端， 也包括了这些语言的库（如 libstdc++、libgcj 等）。GCC 的官网是 http://gcc.gnu.org，目前最 新版本是 GCC 12.2。 GCC 支持多种计算机体系结构芯片，如 X86、ARM、MIPS 等，并已被移植到其它多 种硬件平台。

gcc是一个编译器套件，包含很多软件包

用于编译和链接 C/C++ 程序所需的文件扩展名如下所示

在终端输入如下命令，可安装build-essential包

sudo apt-get install build-essential 
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查看gcc版本，我的版本为7.5.0

gcc -v
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---

查看linux内核版本，我的版本为5.4.0-125-generic

uname -r
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查看ubuntu版本

cat /etc/issue
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返回结果

Ubuntu 18.04.6 LTS \n \l
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---

查看已安装gcc版本

ls /usr/bin/gcc*
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gcc/g++编译过程

1. 预处理：包含头文件，宏定义扩展，条件编译的选择

gcc -E test.c –o test.i
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g++ -E test.cpp –o test.i
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2. 编译：将预处理得到的源代码文件，翻译成汇编文件

gcc -S test.i -o test.s
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g++ -S test.i -o test.s
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3. 汇编：将汇编语言翻译成机器码

gcc -c test.s -o test.o
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g++ -c test.s -o test.o
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4. 链接

gcc test.o -o test
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g++ test.o -o test
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gcc/g++重要编译参数

1. -g $\to$编译带调试信息的可执行文件
2. -O(n)$\to$优化源代码
3. -l指定库文件，-L指定库文件路径
4. -I指定头文件搜索目录
5. -Wall打印警告信息
6. g++关闭警告信息
7. -std=c++11设置编译标准
8. -o指定文件输出名
9. -D定义宏

g++命令行编译示例

最初目录结构

swap
├── include
│   		└── swap.h
├── main.cpp
└── src
       		└── swap.cpp
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直接编译，运行

g++ main.cpp src/swap.cpp -Iinclude
./a.out
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增加参数编译，并运行

g++ main.cpp src/swap.cpp -Iinclude -std=c++11 -O2 -Wall -o b.out
./b.out
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生成库文件并编译

1. 链接静态库生成可执行文件

//进入src目录
cd src

//汇编，生成.o文件
g++ swap.cpp -c -I../include
//生成静态库.o文件
ar rs libswap.a swap.o
//回到上级目录
cd ..
//链接
g++ main.cpp -Iinclude -Lsrc -lswap -o staticmain
//运行
./staticmain
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swap
├── a.out
├── b.out
├── include
│   └── swap.h
├── main.cpp
├── src
│   ├── libswap.a
│   ├── swap.cpp
│   └── swap.o
└── staticmain

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2. 链接动态库生成可执行文件

//进入src目录
cd src

//生成动态库libswap.so
g++ swap.cpp -I../include -fPIC -shared -o libswap.so
//回到上级目录
cd ..
//链接
g++ main.cpp -Iinclude -Lsrc -lswap -o sharemain
//运行
LD_LIBRARY_PATH=src ./sharemain
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.
├── a.out
├── b.out
├── include
│   └── swap.h
├── main.cpp
├── sharemain
└── src
    ├── libswap.so
    └── swap.cpp

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GDB调试器

GDB是一个用来调试C/C++程序的功能强大的调试器，是Linux系统开发C/C++最常用的调试器

调试开始：gdb [exefilename]，进入gdb调试程序，其中exefilename为要调试的可执行文件名

help   		//查看命令帮助
run     	//重新开始运行文件
start  		//单步执行，运行程序，停在第一步执行程序
list      	//查看源代码
set      	//设置变量的值
next   		//单步调试(逐过程，函数直接执行)
step   		//单步调试，逐语句，跳入自定义函数内部执行
backtrace   //查看函数调用的栈帧和层级关系
finish      //结束当前函数
continue    //继续执行
print            	//打印值
quit             	//退出gdb
break+num         	//在num行设置断点
info breakpoints   	//查看当前设置的所有断点
delete breakpoints num   //删除第num个断点
display     		//追踪查看具体变量值
undisplay
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Tips:

1.编译程序时需要加上-g，之后才能用gdb进行调试：gcc -g main.cpp -o main
2. 回车键：重复上一命令

命令行调试

先生成可执行文件

g++ -g sum.cpp -o a_yes_g
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然后开启gdb调试

gdb a_yes_g
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断点调试

break 13
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查看所有断点

info breakpoints
1

简写

i b
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开始运行

run
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打印值

print i
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继续执行

continue
1

追踪查看具体变量值

display i
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查看源代码

list
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退出gdb

quit
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VSCode安装

安装

sudo dpkg -i code_1.49.3-1601661857_amd64.deb
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插件安装

C/C++
CMake
CMake Tools
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快捷键

配置json文件并调试项目

launch.json

"program": "${workspaceFolder}/build/cmake_exe"

"cwd": "${workspaceFolder}"

"preLaunchTask": "Build",
"miDebuggerPath": "/usr/bin/gdb"
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tasks.json

{   
    "version": "2.0.0",
    "options": {
        "cwd": "${workspaceFolder}/build"
    },
    "tasks": [
        {
            "type": "shell",
            "label": "cmake",
            "command": "cmake",
            "args": [
                ".."
            ]
        },
        {
            "label": "make",
            "group": {
                "kind": "build",
                "isDefault": true
            },
            "command": "make",
            "args": [

            ]
        },
        {
            "label": "Build",
			"dependsOrder": "sequence", // 按列出的顺序执行任务依赖项
            "dependsOn":[
                "cmake",
                "make"
            ]
        }
    ]

}
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Git

安装

sudo apt-get install git
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设置签名

git config --global user.name sjn
git config --global user.email 邮箱地址
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SSH

ssh-keygen -t rsa -C 邮箱地址
进入.ssh目录，复制id_rsa.pub文件内容
登录GitHub。Settings --> SSH and GPG keys --> New SSH Key
回到git通过ssh地址创建。git remote add 别名 SSH地址
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CMake

CMake是一个跨平台的安装编译工具，可以用简单的语句描述所有平台的编译过程

基本语法格式：指令(参数1 参数2)

指令是大小写无关的，参数和变量是大小写相关的

变量使用${}方式取值，但是在IF语句中是直接使用变量名

重要指令

• cmake_minimum_required - 指定CMake的最小版本要求

语法：cmake_minimum_required(VERSION versionNumber [FATAL_ERROR])

# CMake最小版本要求2.8.3
cmake_minimum_required(VERSION	2.8.3)
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• project - 定义工程名称，并可指定工程支持的语言

语法：project(projectname [CXX] [C] [Java])L

# 指定工程名为HELLOWORLD
project(HELLOWORLD)
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• set - 显式的定义变量

# 定义SRC变量，其值为main.cpp	hello.cpp
set(SRC sayhello.cpp	hello.cpp)
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• include_directories-向工程添加多个特定的头文件搜索路径 —> 相当于指定g++编译器的-I参数

# 将/usr/include/myincludefolder	和   ./include	添加到头文件搜索路径
include_directories(/usr/include/myincludefolder	./include)
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• link_directories-向工程添加多个特定的库文件搜索路径 —> 相当于指定g++编译器的-L参数

# 将/usr/lib/mylibfolder	和  ./lib	添加到库文件搜索路径
link_directories(/usr/lib/mylibfolder	./lib)
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• add_library-生成库文件

# 通过变量 SRC 生成 libhello.so共享库
add_library(hello	SHARED	$(SRC))
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• add_compile_options - 添加编译参数

# 添加编译参数
add_compile_options(-wall -std=c++11 -o2)
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• add_executable - 生成可执行文件

# 编译main.cpp生成可执行文件
add_executable(main	main.cpp)
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• target_link_libraries - 为target添加需要链接的共享库 —> 相当于指定g++编译器-l参数

# 将hello动态库链接到可执行文件main
target_link_libraries(main hello)
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• add_subdirectory - 向当前工程添加存放源文件的子目录，并可以指定中间二进制和目标二进制存放的位置

# 添加src子目录，src中需有一个CMakeLists.txt
add_subdirectory(src)
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• aux_source_directory - 发现一个目录下所有的源文件代码并将列表存储在一个变量中，这个指令临时被用来自动构建源文件列表

# 定义SRC变量，其值为当前目录下所有的源代码文件
aux_source_directory(.  SRC)
# 编译SRC变量所代表的源代码文件，生成main可执行文件
add_executable(main ${SRC})
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CMake常用变量

• CMAKE_C_FLAGS gcc编译选项
• CMAKE_CXX_FLAGS g++编译选项

# 在CMAKE_CXX_FLAGS编译选项后追加-std=c++11
set(CMAKE_CXX_FLAGS  "${CAMKE_CXX_FLAGS} 	-std=c++11")
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• CMAKE_BUILD_TYPE 编译类型(Debug, Release)

# 设定编译类型为debug, 调试时需要选择debug
set(CMAKE_BUILD_TYPE	Debug)
# 设定编译类型为release, 发布时需要选择release
set(CMAKE_BUILD_TYPE	Release)
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• CMAKE_C_COMPILER: 指定C编译器
• CMAKE_CXX_COMPILER：指定C++编译器
• EXECUTABLE_OUTPUT_PATH：可执行文件输出的存放路径
• LIBRARY_OUTPUT_PATH：库文件输出的存放路径

CMake编译工程

CMake目录结构：项目主目录存放一个CMakeLists.txt文件

两种方式设置编译规则：

1. 包含源文件的子文件夹包含CMakeLists.txt文件，主目录的CMakeLists.txt通过add_subdirectory添加子目录即可
2. 包含源文件的子文件夹未包含CMakeLists.txt文件，子目录编译规则体现在主目录的CMakeLists.txt中

编译流程： 在linux平台下使用CMake构建C/C++工程的流程如下

• 手动编写CMakeLists.txt
• 执行命令cmake PATH生成Makefile(PATH 是顶层CMakeLists.txt所在目录)
• 执行命令make进行编译

#important tips
.                       #表示当前目录
. /                    #表示当前目录

. .                     #表示当前目录
. ./                   #表示当前目录
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两种构建方式：

• 内部构建：不推荐使用
  内部构建会在同级目录下产生一大堆中间文件，这些中间文件并不是最终所需要的，和工程源文件放在一起不合适
• 外部构建：推荐使用
  将编译输出文件与源文件放到不同的目录中

## 外部构建

# 1. 在当前目录下，创建build文件夹
mkdir	build
# 2. 进入build文件夹
cd build
# 3. 编译上级目录的CMakeLists.txt，生成Makefile和其他文件
cmake	..
# 4. 执行make命令，生成target
make
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安装OpenCV4.5.4

参考：https://docs.opencv.org/3.4.10/d7/d9f/tutorial_linux_install.html

安装CMake

sudo apt-get install cmake git libgtk2.0-dev pkg-config libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev
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查看CMake版本

cmake --version
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默认安装版本是3.10.2

OpenCV4.5.4下载

将.zip文件下载后放在/home/jn中，并输入指令解压文件

unzip opencv-4.5.4
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在opencv-4.5.4文件夹下创建build文件夹

mkdir build
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进入build文件夹

cd build
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在build目录下执行 cmake 和 make

cmake -D WITH_TBB=ON -D WITH_EIGEN=ON -D OPENCV_GENERATE_PKGCONFIG=ON  -D BUILD_DOCS=ON -D BUILD_TESTS=OFF -D BUILD_PERF_TESTS=OFF -D BUILD_EXAMPLES=OFF  -D WITH_OPENCL=OFF -D WITH_CUDA=OFF -D BUILD_opencv_gpu=OFF -D BUILD_opencv_gpuarithm=OFF -D BUILD_opencv_gpubgsegm=O -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local ..
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在终端输入

nproc
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可查看线程数，线程为4，因此数字为4

make -j4
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sudo make install
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环境配置

修改动态库

sudo gedit /etc/ld.so.conf.d/opencv.conf
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/usr/local/lib
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sudo ldconfig 
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更新 PKG_CONFIG_PATH

sudo gedit /etc/bash.bashrc
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PKG_CONFIG_PATH=$PKG_CONFIG_PATH:/usr/local/lib/pkgconfig
export PKG_CONFIG_PATH
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source /etc/bash.bashrc
sudo updatedb
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验证

pkg-config --modversion opencv4 #查看版本号
pkg-config --libs opencv4 #查看libs库
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代码测试

创建test文件夹，创建test.cpp，创建CMakeLists.txt

#include <opencv2/imgcodecs.hpp>
#include <opencv2/highgui.hpp>
#include <opencv2/imgproc.hpp>
#include <iostream>

using namespace cv;
using namespace std;

int main()
{
	VideoCapture cap(0);
	Mat img;

	while (true) {

		cap.read(img);

		imshow("Image", img);
		waitKey(1);
	}

	return 0;
}
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CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(test)
find_package(OpenCV REQUIRED)
add_executable(test01 test.cpp)
target_link_libraries(test01 ${OpenCV_LIBS})
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cmake .
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make
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遇到问题

Failed to load module "canberra-gtk-module"
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sudo apt-get install libcanberra-gtk-module
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参考文献：

1. Ubuntu 安装 OpenCV 4.5.5
2. Ubuntu18.04安装Opencv4.5(最新最详细)