程序员经验分享-hwhale

CentOS下CGAL开发环境配置

2023-11-01

1. 必要的说明

1.1 简介

CGAL 的全称是 Computational Geometry Algorithms Library，计算几何算法库。它是使用 C++ 语言编写的开源软件，它被广泛应用于几何计算相关的领域，提供众多计算几何相关的数据结构与算法诸如三角剖分，Voronoi 图，多边形，多面体，曲线整理及其应用，网格生成，几何处理，凸壳算法，搜索结构，插值，形状分析，拟合，距离等。当前版本 5.1。阅读本文前也可大致浏览下

使用CGAL需提前安装如下核心组件：

  1. C++ 编译器
  2. CMake
  3. Boost
  4. GMP 和 MPFR
  5. Qt5（开发时用）

1.2 软件安装说明

根据基础情况不同，软件安装顺序如下：

  1. 当你已有 g++ 6.3.0 及以上版本时，安装从左至右依次进行。

    1 2 3 4 5 6
    GMP MPFR Boost CMake Qt5 CGAL

  2. 当现有版本低于 g++ 6.3.0 且想源码编译安装高版本 g++ 时，还需软件 MPC ，从左至右依次安装。

    1 2 3 4 5 6 7 8
    GMP MPFR MPC GCC Boost CMake Qt5 CGAL

本文是在第 2 种情况下进行安装的。为啥要强调顺序呢？因为他们有较强的依赖关系：

  • GCC 编译依赖于GMP，MPFR 和 MPC
  • MPFR 依赖于GMP
  • MPC 依赖于 GMP 和 MPFR
  • CGAL 的很多 Examples 又需要Qt5的支持

2. 依赖软件安装

2.1 GMP & MPFR & MPC & GCC

这部分内容篇幅较长拆出，见如下

2.2 Boost

2.3 CMake

2.4 Qt

还没安装图形化界面的童鞋请看这里，如果使用的是 Tencent Cloud 或 Aliyun 远程服务器的话，使用VNC连接远程主机更方便。

本文直接使用图形化界面安装 Qt，执行如下命令后可视化安装。

[root@VM-0-9-centos home]# mkdir qt
[root@VM-0-9-centos home]# cd qt
[root@VM-0-9-centos qt]# wget http://download.qt.io/official_releases/qt/5.14/5.14.0/qt-opensource-linux-x64-5.14.0.run
[root@VM-0-9-centos qt]# chmod +x qt-opensource-linux-x64-5.14.0.run
[root@VM-0-9-centos qt]# ./qt-opensource-linux-x64-5.14.0.run

完成后就可以开始正式安装 CGAL 吧。

3. CGAL

按常理先建目录，再下载解压，如下

[root@VM-0-9-centos home]# mkdir /home/cgal
[root@VM-0-9-centos home]# cd cgal
[root@VM-0-9-centos cgal]# wget https://github.com/CGAL/cgal/releases/download/v5.1/CGAL-5.1.tar.xz
[root@VM-0-9-centos cgal]# tar -xvf CGAL-5.1.tar.xz
[root@VM-0-9-centos cgal]#  cd CGAL-5.1

由于 CGAL 5.0 是默认的仅header格式，做戏做全套，我们不用这种默认方式。创建 build/ 目录后在该目录下cmake ，注意有两个 . 点儿。

[root@VM-0-9-centos CGAL-5.1]#  mkdir build
[root@VM-0-9-centos CGAL-5.1]#  cd build
[root@VM-0-9-centos build]#  cmake -DCGAL_HEADER_ONLY=OFF -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ..

重点来了啊，上面这一步的输出一定要好好看，有任何一个错误都是以后的麻烦。正确输出应有如下

[root@VM-0-9-centos build]# cmake -DCGAL_HEADER_ONLY=OFF -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ..
...
== Generate version files ==
...
##########   1. 看 c++ 版本是不是安装的最新的， 版本低会导致失败   ##########
-- Using /usr/local/bin/c++ compiler.
-- USING CMake version: 3.19.0
-- System: Linux
-- USING GCC_VERSION = '10.2.0'
== Generate version files (DONE) ==
...
##########   2. 开始核验依赖库情况   ##########
-- External libraries supported: GMP;MPFR;ZLIB;OpenGL;LEDA;MPFI;RS;RS3;OpenNL;Eigen3;ESBTL;Coin3D;NTL;IPE
##########   3. 看 gmp 的 头/库 文件的路径及版本号是否填充且是正确的    ##########
-- Preconfiguring library: GMP ...
-- GMP has been preconfigured:
--   UseGMP-file:
--   GMP include:      /usr/local/include
--   GMP libraries:    /usr/local/lib/libgmp.so
--   GMP definitions:
-- USING GMP_VERSION = '6.2.0'
##########   4. 看 mpfr 的 头/库 文件的路径及版本号是否填充且是正确的    ##########
-- Preconfiguring library: MPFR ...
-- MPFR has been preconfigured:
--   UseMPFR-file:
--   MPFR include:      /usr/local/include
--   MPFR libraries:    /usr/local/lib/libmpfr.so
--   MPFR definitions:
-- USING MPFR_VERSION = '4.1.0'
##########   5. 看boost，这个有头就行    ##########
-- Boost include dirs: /usr/local/include
-- Boost libraries:
== Detect external libraries (DONE) ==

== Write compiler_config.h ==
...
== Write compiler_config.h (DONE) ==

== Generating build files ==
##########   6. 看 gmp，mpfr，boost 应找到对应的版本了    ##########
Configuring libCGAL
-- Using gcc version 4 or later. Adding -frounding-math
-- USING GMP_VERSION = '6.2.0'
-- USING MPFR_VERSION = '4.1.0'
-- USING BOOST_VERSION = '1.74.0'
libCGAL is configured
-- Sources for CGAL component library 'CGAL_Core' detected
Configuring libCGAL_Core
##########   7. CGAL_Core 配置完成    ##########
libCGAL_Core is configured
-- Sources for CGAL component library 'CGAL_ImageIO' detected
Configuring libCGAL_ImageIO
-- USING ZLIB_VERSION = '1.2.7'
##########   8. CGAL_ImageIO 配置完成    ##########
libCGAL_ImageIO is configured
-- Sources for CGAL component library 'CGAL_Qt5' detected
Configuring libCGAL_Qt5
-- USING Qt5_VERSION = '5.14.0'
##########   9. CGAL_Qt5 配置完成，非常重要，容易失败(大概率由于没添加环境变量)   ##########
libCGAL_Qt5 is configured
-- Sources for CGAL component libraries 'CGAL_Core;CGAL_ImageIO;CGAL_Qt5' detected
== Generating build files (DONE) ==

-- Configuring done
-- Generating done
-- Build files have been written to: /home/cgal/CGAL-5.1/build

然后执行

[root@VM-0-9-centosbuild]#  make
[root@VM-0-9-centos build]#  make install

4. 测试

4.1 构建一个Example

[root@VM-0-9-centos build]#  cd ../Triangulation_3/
[root@VM-0-9-centos Triangulation_2]# cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release .
-- Found Boost: /usr/local/lib/cmake/Boost-1.74.0/BoostConfig.cmake (found version "1.74.0")  
-- Found Boost: /usr/local/lib/cmake/Boost-1.74.0/BoostConfig.cmake (found suitable version "1.74.0", minimum required is "1.48")  
-- Boost include dirs: /usr/local/include
-- Boost libraries:    
-- Configuring done
-- Generating done
-- Build files have been written to: /home/cgal/CGAL-5.1/examples/Triangulation_2
[root@VM-0-9-centos Triangulation_2]# make

在图形界面下执行，弹出图形窗口，运行成功

[root@VM-0-9-centos Triangulation_2]# ./draw_triangulation_2

4.2 使用Qt编译一个CGAL项目

创建 名为 cgaltest2 的 Qt 控制台项目，其中 main.cpp 如下

#include <QCoreApplication>
#define CGAL_USE_BASIC_VIEWER
#include <CGAL/Exact_predicates_inexact_constructions_kernel.h>
#include <CGAL/Delaunay_triangulation_3.h>
#include <CGAL/point_generators_3.h>
#include <CGAL/draw_triangulation_3.h>
typedef CGAL::Exact_predicates_inexact_constructions_kernel K;
typedef CGAL::Delaunay_triangulation_3<K>                   DT3;
typedef CGAL::Creator_uniform_3<double,K::Point_3>          Creator;

int main()
{
  std::vector<K::Point_3> points;
  CGAL::Random_points_in_sphere_3<K::Point_3,Creator> g(1.0);
  std::copy_n(g, 50, std::back_inserter(points));
  DT3 dt3(points.begin(), points.end());
  CGAL::draw(dt3);
  return EXIT_SUCCESS;
}

cgaltest2.pro 如下

QT -= gui
QT += widgets
QT += xml
QT += opengl

CONFIG += c++14 console
CONFIG -= app_bundle

DEFINES += QT_DEPRECATED_WARNINGS

SOURCES += \
        main.cpp

# Default rules for deployment.
qnx: target.path = /tmp/$${TARGET}/bin
else: unix:!android: target.path = /opt/$${TARGET}/bin
!isEmpty(target.path): INSTALLS += target
LIBS += -L/usr/local/lib64/ -lgmp
LIBS += -L/usr/local/lib64/ -lCGAL_Qt5

编译运行。

5. 可能出现问题

5.1 CGAL_USE_BASIC_VIEWER is not defined.

Qt图形程序编译完成，执行后出现如下错误

Impossible to draw, CGAL_USE_BASIC_VIEWER is not defined.

解决办法
需对其进行定义，在 main.cpp 前添加

#define CGAL_USE_BASIC_VIEWER

5.2 undefined reference to `__gmpz_mul’

编译 Qt 项目时出现错误如下

/usr/local/include/gmpxx.h:496: error: undefined reference to `__gmpz_mul'

解决办法
需对其进行定义，在 .pro 前添加(找到自己机器下该文件路径)

LIBS += -L/usr/local/lib64/ -lgmp

这种问题出现的较多，还有类似于

/usr/local/include/CGAL/Qt/frame.h:133: error: undefined reference to `vtable for CGAL::qglviewer::Frame'```

需添加

LIBS += -L/usr/local/lib64/ -lCGAL_Qt5

5.3 Killed signal terminated program cc1plus

编译 Qt 项目时出现错误如下

:-1: error: fatal error: Killed signal terminated program cc1plus

解决办法
常出现在云服务器中，是由于内存不足造成的。可通过设置2G交换分区来解决该问题。

#获取要增加的2G的SWAP文件块
dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1k count=2048000
#创建SWAP文件
mkswap /swapfile 
#激活SWAP文件
swapon /swapfile   
#查看SWAP信息是否正确
swapon -s  
#添加到fstab文件中让系统引导时自动启动
echo "/var/swapfile swap swap defaults 0 0" >> /etc/fstab

6. 参考

[1] https://doc.cgal.org/latest/Manual/usage.html
[2] https://www.lxx1.com/3886

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桃花仙人种桃树，又摘桃花换酒钱_

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