在Windows系统上安装NLopt并配合VS使用

前言

最近在做的课题需要用到NLopt库来优化，然而配置环境困住了我至少四天。上网搜索了很多相关内容，根据这篇博客成功配合命令行使用，但是想要运行在vs上还是有困难。参考Gabriel Domingos的博客，我成功在VS2022上面配置了NLopt，现在记录一下整个过程。原博客指路

准备工具

• Git Bash，如果需要下载，点击这里
• CMake, 如果需要下载，点击这里
• Visual Studio, 如果需要下载，点击这里 。作者使用的是2022版本。下载完成VS后，记得下载C++开发工具，具体配置C++环境，可参考这里。

现在准备好了这些，开始安装吧！

开始安装

使用Git Bash下载NLopt

• 在你想要安装的文件夹(我这里安装的文件夹位置是D:\OpenSource\nlopt)下打开Git Bash(在文件夹中右键可以看到Open Git Bash here)，然后键入以下命令：

  git clone https://github.com/stevengj/nlopt
  

• 之后你会在当前选择的文件夹下得到一个nlopt文件夹，其中包含的是GitHub上最新版本的NLopt。于是我当前的文件结构为D:\OpenSource\nlopt\nlopt.

使用CMake为Visual Studio构建工程

• 打开CMake GUI(可以在安装的CMake文件夹中找到)，在 “Where is source code” 中输入你的nlopt文件夹位置，在我的例子中是 D:\OpenSource\nlopt\nlopt

• 在 “Where to build the binaries” 选择文件夹放CMake构建的二进制文件。我在当前文件夹下创建了新的build文件夹，该文件夹的路径为 D:\OpenSource\nlopt\nlopt\build
  

• 点击 Generate 并确认你的Visual Studio 版本，我的选择是 Visual Studio 17 2022。点击 Finish。
  

• 之后点击 Generate 然后等待，出现 Generating done 说明创建成功。
  

• 点击 Open Project，这会自动打开一个Visual Studio界面，如下图
  

1. 在这个界面中，在右侧，确保你有 ALL_BUILD
2. 选择编译模式为 Release
3. 选择你适合的x86或者x64格式
4. 在上方菜单栏，点击 生成 中的 生成解决方案

以上步骤将为所选的配置和平台构建库。在完成 Release 模式后，你可以选择 Debug 再重复第四个步骤。

在Visual Studio中创建一个简单的例子

• 打开 Visual Studio，创建新空白项目。
• 新建一个 main.cpp 文件，复制以下代码：

  #include <iomanip>
  #include <iostream>
  #include <vector>
  
  #include <nlopt.hpp>
  
  typedef struct {
      double a, b;
  } my_constraint_data;
  
  double myvfunc(const std::vector<double>& x, std::vector<double>& grad, void* my_func_data)
  {
      if (!grad.empty()) {
          grad[0] = 0.0;
          grad[1] = 0.5 / sqrt(x[1]);
      }
      return sqrt(x[1]);
  }
  
  double myvconstraint(const std::vector<double>& x, std::vector<double>& grad, void* data)
  {
      my_constraint_data* d = reinterpret_cast<my_constraint_data*>(data);
      double a = d->a, b = d->b;
      if (!grad.empty()) {
          grad[0] = 3 * a * (a * x[0] + b) * (a * x[0] + b);
          grad[1] = -1.0;
      }
      return ((a * x[0] + b) * (a * x[0] + b) * (a * x[0] + b) - x[1]);
  }
  
  int main() {
      nlopt::opt opt(nlopt::LD_MMA, 2);
      std::vector<double> lb(2);
      lb[0] = -HUGE_VAL; lb[1] = 0;
      opt.set_lower_bounds(lb);
      opt.set_min_objective(myvfunc, NULL);
      my_constraint_data data[2] = { {2,0}, {-1,1} };
      opt.add_inequality_constraint(myvconstraint, &data[0], 1e-8);
      opt.add_inequality_constraint(myvconstraint, &data[1], 1e-8);
      opt.set_xtol_rel(1e-4);
      std::vector<double> x(2);
      x[0] = 1.234; x[1] = 5.678;
      double minf;
  
      try {
          nlopt::result result = opt.optimize(x, minf);
          std::cout << "found minimum at f(" << x[0] << "," << x[1] << ") = "
              << std::setprecision(10) << minf << std::endl;
      }
      catch (std::exception& e) {
          std::cout << "nlopt failed: " << e.what() << std::endl;
      }
  }		
  

这与 NLopt 教程中的代码几乎相同 - NLopt 文档的 C++ 选项卡中的示例，但从原始代码中更正了一些拼写错误。

当你粘贴并保存以上代码到main.cpp文件中时，可以看到Visual Studio提示这份代码有些问题，但是先别着急，后面让我们来配置Visual Studio项目解决这个情况。

配置Visual Studio项目

• 在右侧 解决方案，点击鼠标右键，选择 属性，进入到 属性页。
• 将配置改为 所有配置， 平台改为 所有平台。
  
• 在左侧的标签菜单上，选择 配置属性 ->调试 ->环境， 编辑上以下内容：

  PATH=%PATH%;D:\OpenSource\nlopt\nlopt\build\$(Configuration)
  

  这个地址是nlopt.dll所在的位置， 如果你的nlopt文件夹位置和我不一样，请找到相应的位置键入。
• 选择 VC++目录 ->库目录, 编辑上以下内容：

  D:\OpenSource\nlopt\nlopt\build\$(Configuration)
  

  这个地址是nlopt.lib所在的位置
• 选择 C/C++ -> 通用 -> 附加包含目录，编辑以下内容：

  D:\OpenSource\nlopt\nlopt\src\api
  D:\OpenSource\nlopt\nlopt\build
  

  第一行为nlopt.h文件的位置，第二行为nlopt.hpp文件的位置
• 选择 链接器 -> 输入 -> 附加依赖项，编辑以下内容：

  nlopt.lib
  

• 应用并保存以上所有配置。
• 现在你可以看到，之前提示的错误全部解决了。
  

配置成功

代码运行成功的结果为：

found minimum at f(0.333333,0.296296) = 0.5443310474

如果你跟我一样配置成功了，会有相同的结果。

—2024.08.24 更新 —

找不到nlopt.dll文件可能的解决办法

如果你是运行已有的项目，修改好配置后依旧显示找不到nlopt.dll文件，另外一种可以尝试的方法：直接找到你的nlopt.dll文件，将其复制到项目的debug或release文件夹下（一般和项目在同一个文件夹，或在同一个文件夹的x64文件夹内）随后即可解决。