games101【作业0上】：超详细的MacOS环境搭建

鲁班代师
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一、安装 Homebrew

1.1. 检查是否安装成功

如果从来没有安装过的朋友可以直接跳过本节，忘记自己是否安装的朋友可以在mac终端上键入命令brew 来查看。当出现下图时，则表明该你的 Mac 上已经安装过Homebrew，可以直接跳到第二章来配置开发环境。

image.png

如果显示 command not found 那么就按照 1.2. 的步骤操作一下吧~

1.1.1. brew 的常见命令

在终端键入brew之后就可以查看常见命令了，下面我们简单来一起看一下

brew search [包名] 	        # 查询
brew info [包名] 		# 查看包信息
brew install [包名] 		# 安装
brew uninstall [包名] 		# 卸载 
brew update [包名] 		# 更新软件包
brew list 			# 查看已安装软件包列表
brew cleanup                    # 清理所有包的旧版本 

brew config			# 查看配置信息
brew -help 			# 查看帮助命令

brew services list 		# 列出正在运行的服务
brew services cleanup  		# 清除已卸载应用的无用的配置 
brew services start [服务名]     # 启动服务
brew services stop [服务名]      # 停止服务
brew services restart [服务名]   # 重启服务

1.2. 官网安装方式

（1）参考Homebrew官方文档,我们可以看到对于 macOS 需要确认如下信息：

  • A 64-bit Intel CPU or Apple Silicon CPU （本机为 64位）
  • macOS Catalina (10.15) (or higher) （本机为 macOS Catalina (10.15) ）
  • Command Line Tools (CLT) for Xcode (from xcode-select --install or developer.apple.com/download/al…) or Xcode （appStore直接安装Xcode也可以哦）
  • The Bourne-again shell for installation (i.e. bash) 

（2）点击homebrew官网将看到如下的安装脚本，对于macOS 这个脚本将 Homebrew 安装到它的首选前缀 /usr/local

/bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/HEAD/install.sh)"

【注】国内有时候连接可能无法访问，因此我们可以尝试选用gitee上的源，具体步骤参考 1.3 image.png

【补充】

  • 可以在终端输入 echo $SHELL 查看当前使用的脚本类型

image.png

  • 切换成bash，输入命令： chsh -s /bin/bash
  • 切换成zsh，输入命令： chsh -s /bin/zsh
  • 想知道自己系统安装了哪些 shell：cat /etc/shells

1.3. 其他链接安装

  • 在控制台键入如下的命令。
/bin/zsh -c "$(curl -fsSL https://gitee.com/cunkai/HomebrewCN/raw/master/Homebrew.sh)"
  • 按照提示完成安装即可。

image.png

二、配置开发环境

2.1. 安装编译软件

2.1.1. gcc的安装

  • 命令 
    brew install gcc
    成功的话，你讲看到类似下图的样子。

image.png

  • 错误解决方式

    如果在执行上述命令的时候没有发生任何错误，那么你很幸运，说明你的网络，以及之前的安装都没有任何问题。但是如果你没有那么幸运，那么就一起来看看下面的解决方式吧～

    如果出现下面的错误，那么请等待网络变好，或者尝试如下命令，对你的brewhome进行更新

    image.png

    rm -rf /usr/local/Homebrew/Library/Taps/homebrew/homebrew-core;
brew update

    更新之后，顺利的话你就可以看到下面的样子，然后继续回到最终安装gcc吧。

image.png

  • 简介

    gcc 是 GNU编译器集合（英语：GNU Compiler Collection）的缩写，是由GNU 项目生产的优化编译器，支持各种编程语言、硬件架构和操作系统。GCC 是一个工具链，用于编译代码，将代码与各种库依赖项连接，并为程序集，最后形成可执行文件。更多信息可以参考维基百科。

  • gcc 处理源代码过程

    • 首先，GCC 预处理头文件，并消除注释。
    • 接下来，标记代码，扩展宏，检测编译有无错误，然后准备编译。
    • 将预处理后的文件发送到编译器。
    • 编译器创建程序对象和控制流的语法树，并形成汇编代码。
    • 然后汇编器将此代码转换为系统的二进制可执行代码。
    • 接下来增加所需的外部库引用链接。
    • 最终，形成可在目标系统中执行的程序。

2.1.2. cmake的安装

  • 命令

    brew install cmake

  • 简介

    CMake是一个跨平台的安装（编译）工具，可以用简单的语句来描述所有平台的安装(编译)过程。CMake 可以编译源代码、制作程序库、产生适配器（wrapper）、还可以用任意的顺序建构执行档。CMake 支持 in-place 建构（二进档和源代码在同一个目录树中）和 out-of-place 建构（二进档在别的目录里），因此可以很容易从同一个源代码目录树中建构出多个二进档。CMake 也支持静态与动态程式库的建构。更多的内容可以自行搜索学习（eg.百度百科），或者在今后的实践中不断加深理解。

2.2. 安装开发库

2.2.1. 安装 Eigen

  • 命令

    brew install eigen

  • 功能

    Eigen是一个高层次的C ++库，有效支持线性代数，矩阵和矢量运算，支持多种矩阵分解及其几何特征的求解，数值分析及其相关的算法。它不支持的模块生态系统，提供了许多专门的功能，如非线性优化，矩阵功能，多项式解算器，快速傅立叶变换等。

三、安装编辑器 vsCode

3.1. 安装 vscode

可以参考Visual Studio Code 写代码前的准备完成安装及相关操作。

3.2. 必要插件安装

image.png

image.png

image.png

image.png

四、导入作业0

4.1. 编译源文件

  • 将官网下载的作业放到你喜欢的文件夹下，此处我把他们放到了/Users/gd/Documents/Proj/Games101/homework0/这个路径下，这里包括老师给到的两个文件，如下所示：

image.png

  • 修改文件中的 CMakeLists.txt文件，改成如下内容

    cmake_minimum_required (VERSION 2.8.11)
project (homework0)

find_package(Eigen3 REQUIRED)
include_directories("/usr/local/include")

add_executable (main main.cpp)

    【重点注意】

    • project (homework0) 修改为当前自己创建的项目名称

    • include_directories("/usr/local/include") 此路径为我们用到的库的路径，这里就是我们前面安装的eigen库所在的路径

      • 在终端键入 brew info eigen，可以看到eigen库默认安装到了 /usr/local/Cellar/eigen/3.4.0_1文件夹下。

      image.png

      • 当前目录并非系统文件夹，我们应该将其链接到系统文件夹/usr/local/include下，我这里已经链接好了，如下所示。如果没有链接好可以尝试brew link --overwrite eigen完成链接操作。所以之后在安装新的库时，都可以使用brew info xxx 来看一下自己的库安装在何处，留意一下是否链接到系统目录"/usr/local/include"，如果没有记得链接一下。

      image.png

    • 接下来通过在命令行终端键入如下命令，完成编译

      cd /Users/gd/Documents/Proj/Games101/homework0
mkdir build 
cd build 
cmake ../ 
make

    image.png

    【注意】
    • 其中cmake ../ 意为使用 .. /CMakeLists.txt 文件作为起始点在当前目录中生makefile . 
    • make 命令，在此之后执行，使用生成的 makefile 作为输入构建程序 .

image.png

4.2. 运行编译好的文件

  • 打开 Visual Studio Code
  • 点击下图 Open，选择工程目录，这里就是homework0所在目录

    image.png

  • 得到下图界面

    image.png

  • 运行代码

    image.png

  • 选择下图框起来的C++（GDB/LLDB）

image.png

  • 然后进行配置 launch.json 文件，具体配置方式可以参考 4.2.1.的第四步。

4.2.1. GDB 调试代码

到这里我们补充一下配置 VSCode 使用 GDB 调试作业代码的方法：

除了上述方式，我们还可以点击边栏左侧的 Launch&Debug 按钮来到配置界面。如果没有配置过 Launch&Debug 配置的话，应该得到和下图一致的界面。

  • 点击 蓝色的 Run and Debug 按钮 下方的 create a launch.json file 链接，会在右侧打开一个下拉列表

    image.png

  • 类似下图

    image.png

  • 在右侧的列表中选择 C++ (GDB/LLDB) 得到类似下图的结果（即新建了一个新的 launch.json 文件）

    image.png

  • 将光标放在图中configuration的[]中，点击Add configration

    image.png

  • 在接下来弹出的选项中，选择C/C++：{lldb}启动

    image.png

  • 然后就可以看到如下代码

    image.png

    下面来一起看一下里面的参数。

    以下属性对于每个启动配置都是必需的:

    • type 用于此启动配置的调试器类型。例如，每个安装的调试扩展都引入一个 type: 例如，node 用于内置的 node 调试器，或者 php 和 go 扩展 dephp和go。
    • request 此启动配置的请求类型。目前支持launch 和 attach。
    • name 在Debug启动配置下拉菜单中显示的对读者友好的名称。

    其他属性：

    • program 启动调试器时要运行的可执行文件或文件。具体的需要键入运行时启动的程序路径，${workspaceFolder} 为工程目录，表示当前 VSCode 打开的文件的根目录。以作业0为例，这里先配置成

      "program": "${workspaceFolder}/build/main",

      可以参考我的可执行文件的实际位置，来配置你的路径哦～

      image.png

    • args：表示启动程序时传递给程序进行调试的参数。可以为空。可以根据需求以后配置。

    • cwd: 表示用于查找依赖项和其他文件的当前工作目录。一般来说都是在 build/ 下运行，所以配置一般都是

      "cwd": "${workspaceFolder}/build",

  • 配置完成并保存后，你就可以看到如下界面，然后点击下图点击左上方的绿色三角按钮开始调试运行，点击绿色按钮右侧的齿轮按钮可以直接打开刚才配置的 launch.json 文件。

    image.png

  • 最后在调试控制台（DEBUG CONSOLE），你将可以看到下面的运行结果，成功完成配置。

    image.png

恭喜你成功完成了配置🎉，下面就可以开始愉快的写作业了～

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