C语言

1 基础知识

1.1 编程语言的分类

  • 解释型语言：由解释器逐行解释和执行的编程语言。源代码不需要预先编译成机器代码，而是直接由解释器处理。(Python，JavaScript，Ruby，PHP)
  • 编译型语言：在运行之前需要将源代码编译成机器代码（二进制代码）的编程语言。编译器将整个源代码翻译为可执行文件或中间代码。(C，C++，Rust，Go)
  • 汇编型语言：一类与计算机的机器指令集紧密相关的低级编程语言(仍具有一定程度的可读性)。汇编语言直接映射到计算机的机器指令，但使用助记符表示指令。(x86 汇编，ARM 汇编，MIPS 汇编)

1.2 C++与python的区别

  • **C++**：

    • 静态类型语言：变量的类型在编译时就已确定，类型检查是在编译阶段进行的。
    • 编译型语言：将源代码转换为中间代码或汇编代码的过程。。
    • 高性能：C++ 编译生成的机器代码通常执行速度较快，适合对性能有高要求的应用。
    • 内存管理：C++ 提供了手动内存管理功能，程序员可以控制内存分配和释放。
    • 低级编程：提供对底层硬件的控制，允许直接操作内存和硬件资源。

  • Python：

    • 动态类型语言：变量的类型在运行时确定，类型检查是在运行阶段进行的。
    • 解释型语言：代码在运行时由解释器逐行解释执行。
    • 较低性能：由于 Python 是解释型语言，执行速度相对较慢。虽然可以通过各种优化手段提升性能，但通常不如 C++。
    • 自动内存管理：Python 使用垃圾回收机制自动管理内存，程序员无需手动处理内存分配和释放。
    • 高级编程：抽象了许多底层细节，提供了大量的标准库和第三方库，支持快速开发。

1.3 VsCode|MinGW|CMake|OpenCV

在环境配置中我们主要会使用到VsCode，MinGW，opencv以及CMake

VsCode：是一个代码编辑器与IDE等效，IDE(集成开发环境)：提供一个高效的编辑和开发界面，帮助你管理代码、配置构建、调试和运行程序。

MinGW：是编译器允许在 Windows 上编译 C、C++ 等语言的程序。

CMake：(如果你没有使用OpenCV的需求不用下载这个)VsCode不能直接使用VS Studio编译好的OpenCV库，因此我们需要借助CMake工具与MinGW对OpenCV源码进行重新编译

OpenCV：OpenCV的全称是Open Source Computer Vision Library，是一个跨平台的计算机视觉库。OpenCV是由英特尔公司发起并参与开发，以BSD许可证授权发行，可以在商业和研究领域中免费使用。OpenCV可用于开发实时的图像处理、计算机视觉以及模式识别程序。

2.编译环境配置(Windows)

2.1软件下载与环境变量的配置

  • vscode安装：官网下载安装就行，这一步基本不会出什么问题的。

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​ 安装插件：img还有个img

  • MinGW：官网转GitHub:我选择的是x86 win32的版本，下载后解压，然后将文件夹中的bin目录添加到系统环境变量就行。

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​ 验证：终端命令框中gcc -v得到输出信息，至此你的C++环境就算安装好了。如果你没有opencv的需求就不用在去编译OpenCV了，因为编译OpenCV出现的bug确实令人崩溃。

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  • CMake：官网下载，找个合适的地方解压，然后将文件夹中的bin目录添加到系统环境变量就行。

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    验证：终端cmake --version输出版本号就行

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  • OpenCV：官网下载，同样找个合适的地方解压(Extract)就行

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2.2使用CMake安装OenCV

（最好使用科学上网，过程中会下载一些文件）这部分可以参考https://blog.csdn.net/weixin_43101257/article/details/124472866

  • 打开刚才解压的CMake文件中的bin目录，打开cmake-gui-exe，这里的路径和你解压opencv的路径保持一致，x86/MinGW是自己创建的一个文件夹。

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    然后点击下面的Configure，选择如图，然后Next

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    选择前面安装的D:/mingw64/bin文件夹下的gcc.exe和g++.exe，然后Finsh

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    执行过程中消息框会出现一堆红色信息，最后显示Configure done，是正常的。显示Configure done后，勾选BUILD_ opencv_world、WITH_ OPENGL和BUILD EXAMPLES，不勾选WITH_IPP、WITH_MSMF和ENABLE_PRECOMPILED_HEADERS (如果有的话)，CPU_ DISPATCH选空。再次点击Configure。

    然后打开x86/MinGW文件夹找到

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    一个个访问这些链接，下载后放到OpenCV源文件里.cache的相应子文件夹中替代原缓存文件（下载的文件重命名为相应地缓存文件名并删除原缓存文件）。这样从头到尾下载CMakeDownloadLog.txt中列出的所有丢失文件，之后，再次点击Configure，出现configure down之后点击Generate，显示Generate Done。

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2.3编译OpenCV

mingw32-make -j 8,如果你前一步没做好，一般这里是会报很多错的，bug集合。

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mingw32-make install

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不报错后，把D:\opencv\build\x64\MinGW\bin添加进系统变量中，Opencv就算安装好了但是别急，后面还有点配置文件要写！

2.4VsCode配置文件设置

这可能就是Vscode写c语言最不好的地方，你需要设置一些东西来把这个代码编辑器和你配置好的C++编译器链接起来。

先创建一个空文件夹，用vscode打开。需要完成下列四个配置文件的设置

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首先创建好main.cpp文件(这里我以输出opencv版本为例)

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#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>

int main() {
    std::cout << "OpenCV version: " << CV_VERSION << std::endl;
    return 0;
}

  • tasks.json 配置编译任务

    选中main.cpp文件打开终端选择配置任务，使用gcc生成活动文件即tasks.json文件。

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内容如下，在文件中修改带注释的部分

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{
	"version": "2.0.0",
	"tasks": [
		{
			"type": "cppbuild",
			"label": "C/C++: g++.exe 生成活动文件",
			"command": "D:\\mingw64\\bin\\g++.exe",
			"args": [
				"-fdiagnostics-color=always",
				"-g","${file}",
				"-o", "${fileDirname}\\${fileBasenameNoExtension}.exe",  // 输出文件
                "-I", "D:/opencv/build/x64/MinGW/install/include",  // 替换为你的 OpenCV 头文件路径
                "-L", "D:/opencv/build/x64/MinGW/install/lib",  // 替换为你的 OpenCV 库文件路径
				
			],
			"options": {
				"cwd": "${fileDirname}"
			},
			"problemMatcher": [
				"$gcc"
			],
			"group": "build",
			"detail": "编译器: D:\\mingw64\\bin\\g++.exe"
		}
	]
}

选中main.cpp文件，Ctrl+shift+b 选择下面那个生成exe，最好是选那个检测到的任务，有时候选其他的会报错，虽然名称都一样。

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  • launch.json配置调试设置

    按键Ctrl+shift+D，选择创建launch.json文件，选择底部添加配置，然后选择c++(GDB/LLDB)，创建launch.json文件。

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{

    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "opencv4.10.0 debuge",//改成你自己的opencv版本
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch",
            "program": "${workspaceFolder}\\${fileBasenameNoExtension}.exe",
            "args": [],
            "stopAtEntry": true,
            "cwd": "${workspaceFolder}",
            "environment": [],
            "externalConsole": true,
            "MIMode": "gdb",
            "miDebuggerPath": "D:/mingw64/bin/gdb.exe",
            "setupCommands": [
                {
                    "description": "为 gdb 启用整齐打印",
                    "text": "-enable-pretty-printing",
                    "ignoreFailures": false
                }
            ],
            "preLaunchTask": "opencv4.10.0 debuge compile task"
        }
    ]
}
  • c_cpp_properties.json配置 C++ 的 IntelliSense

Ctrl+shift+p，选择c/c++ 编辑配置UI，

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最后配置文件内容如下：

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  • 最后留个坑就是里面的setting文件是用来设置code runer的，当然现在也能正常去运行opencv的c语言版本。
  • 还有个坑是CMakelist.txt(在Clion上运行是需要配置这个文件的)

3.C++教程

3.1基本知识

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#include <iostream> // C++ 语言定义了一些头文件，这些头文件包含了程序中必需的或有用的信息。
using namespace std;// 告诉编译器使用 std 命名空间。命名空间是 C++ 中一个相对新的概念。
 
// main() 是程序开始执行的地方
 
int main()// int main() 是主函数，程序从这里开始执行。
{
   cout << "Hello World"; // 输出 Hello World
   return 0; // 终止 main( )函数，并向调用进程返回值 0。
}

  • 分号&语句块：在 C++ 中，分号是语句结束符。也就是说，每个语句必须以分号结束。它表明一个逻辑实体的结束。

  • 标识符：

    • C++ 标识符是用来标识变量、函数、类、模块，或任何其他用户自定义项目的名称。一个标识符以字母 A-Z 或 a-z 或下划线 _ 开始，后跟零个或多个字母、下划线和数字（0-9）。

    • C++ 标识符内不允许出现标点字符，比如 @、& 和 %。C++ 是区分大小写的编程语言。因此，在 C++ 中，Manpower 和 manpower 是两个不同的标识符。

  • 关键字：下表列出了 C++ 中的保留字。这些保留字不能作为常量名、变量名或其他标识符名称。

    ​ image-20240909223615835

  • 三字符组：三字符组就是用于表示另一个字符的三个字符序列，又称为三字符序列。三字符序列总是以两个问号开头。三字符序列不太常见，但 C++ 标准允许把某些字符指定为三字符序列。以前为了表示键盘上没有的字符，这是必不可少的一种方法。三字符序列可以出现在任何地方，包括字符串、字符序列、注释和预处理指令。

  • 注释：

    • // - 一般用于单行注释。
    • /*** … */** - 一般用于多行注释。