第2周作业-GCC背后的故事&OpenCV相识何必曾相逢

一.  学习并掌握可执行程序的编译、组装过程。学习任务如下：

1）阅读、理解和学习材料“用gcc生成静态库和动态库.pdf”和“静态库.a与.so库文件的生成与使用.pdf”，请在Linux系统(Ubuntu)下如实仿做一遍。

先编辑子程序 hello.h、hello.c、main.c

hello.h：

#ifndef HELLO_H
#define HELLO_H
void hello(const char *name);
#endif//HELLO_H
 hell0.c:

#include<stdio.h>
void hello(const char *name)
{
    printf("Hello %s\n",name);
}
 main.c:

#nclude"hello.h"
int main()
{
    hello("everyone");
    return 0;
}

然后编译.c->.o

 将.o 文件创建静态库并使用

 

使用静态库：

gcc main.c libmyhello.a -o hello

将 .o文件生成动态库并使用动态库

 gcc -shared -fPIC -o libmyhello.so hello.o

 这时候运行会报错

 这时候只需mv libmyhello.so /usr/lib

即可解决

 

静态库.a 文件的生成与使用

A1.c

#include <stdio.h>
void print1(int arg)
{ 
printf("A1 print arg:%d\n",arg); 
}
A2.c

#include <stdio.h> 
void print2(char *arg)
{ 
printf("A2 printf arg:%s\n", arg); 
}
A.h

#ifndef A_H 
#define A_H 
void print1(int); 
void print2(char *); 
#endif
test.c

#include <stdlib.h> 
#include "A.h" 
int main()
{ 
print1(1); 
print2("test"); 
exit(0); 
}

 （中途搞忘截图了 嘻嘻嘻）

（1）生成目标文件(xxx.o)。

gcc -c A1.c A2.c
1
（2）生成静态库.a 文件。

ar crv libafile.a A1.o A2.o
1
（3）使用.a 库文件，创建可执行程序。

gcc -o test test.c libafile.a
1
（4）运行程序。

 ./test

差不多是这个步骤

 共享库.so 文件的生成与使用

（1）生成目标文xxx.o。
此处生成.o 文件必须添加"-fpic"(小模式，代码少)，否则在生成.so 文件时会出错

gcc -c -fpic A1.c A2.c
1
（2）生成共享库.so 文件。

gcc -shared *.o -o libsofile.so
1
（3）使用.so 库文件，创建可执行程序。

gcc -o test test.c libsofile.so
1
（4）运行程序。

./test

2）在第一次作业的程序代码基础进行改编，除了x2x函数之外，再扩展写一个x2y函数（功能自定），main函数代码将调用x2x和x2y ；将这3个函数分别写成单独的3个 .c文件，并用gcc分别编译为3个.o 目标文件；将x2x、x2y目标文件用 ar工具生成1个 .a 静态库文件, 然后用 gcc将 main函数的目标文件与此静态库文件进行链接，生成最终的可执行程序，记录文件的大小。

具体操作如下：

前四行静态库

后面动态库

 比较大小：

动态库

静态库

显而易见静态库要比动态库小得多

二. Gcc不是一个人在战斗。请说明gcc编译工具集中各软件的用途，了解EFF文件格式。学习任务如下：

阅读、理解和学习材料“Linux GCC常用命令.pdf”和“GCC编译器背后的故事.pdf”，如实仿做一遍。

 Linux GCC常用命令没截图搞忘了

反汇编

三.  （综合实践）每一个程序背后都站着一堆优秀的代码库。通过学习opencv图像库编程，了解如何借助第三方库函数完成一个综合程序设计。“学了opencv，妈妈再不担忧你不会图像编程啦！”。

    在Ubuntu16/18系统下练习编译、安装著名的C/C++图像处理开源软件库 Opencv3.x （过程多，耗时长，需要耐心和细心）。安装成功后：

下载安装opencv（耗时一天  因为我不小心把sources.list改了 之后直接拉闸）

1. 编写一个打开图片进行特效显示的代码 test1.cpp（见opencv编程参考资料 ）；

  注意gcc编译命令:  gcc  test1.cpp  -o  test1  `pkg-config --cflags --libs opencv`

  1）请解释这条编译命令，它是如何获得opencv头文件、链接lib库文件的路径的？

  2）改用make+makefile方式编译 上述程序（用变量命名格式写makefile文件，并包括 clean选项)

 1.创建文件夹code

2.gedit test1.cpp

test1.cpp：

#include <opencv2/highgui.hpp>
#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
using namespace std;
int main(int argc, char** argv)
{
    CvPoint center;
    double scale = -3; 

    IplImage* image = cvLoadImage("1.png");
    argc == 2? cvLoadImage(argv[1]) : 0;
    
    cvShowImage("Image", image);
   

    if (!image) return -1;     center = cvPoint(image->width / 2, image->height / 2);
    for (int i = 0;i<image->height;i++)
        for (int j = 0;j<image->width;j++) {
            double dx = (double)(j - center.x) / center.x;
            double dy = (double)(i - center.y) / center.y;
            double weight = exp((dx*dx + dy*dy)*scale);
            uchar* ptr = &CV_IMAGE_ELEM(image, uchar, i, j * 3);
            ptr[0] = cvRound(ptr[0] * weight);
            ptr[1] = cvRound(ptr[1] * weight);
            ptr[2] = cvRound(ptr[2] * weight);
        }

    Mat src;Mat dst;
    src = cvarrToMat(image);
    cv::imwrite("test.png", src);

    cvNamedWindow("test",1);      imshow("test", src);
     cvWaitKey();
     return 0;
}

 3.g++  test1.cpp -o test1 `pkg-config --cflags --libs opencv`

4.输出

 

 解释：gcc + 文件名 + -o + 输出文件流名称 +` 支持包

gcc编译器：g++ + 文件名 + -o + 输出文件流名称 +` 支持包

其中pkg-config是一个linux下的命令，用于获得某一个库/模块的所有编译相关的信息(包括头文件和库的所有信息)

 —cflags 是用来指定程序在编译时所需要头文件所在的目录

 —libs则是指定程序在链接时所需要的动态链接库的目录

2. 练习使用opencv库编写打开摄像头压缩视频的程序。参考示例代码1和示例代码2。并回答：

先是最重要的一步

 这个要点上不然开不了摄像头

test2.cpp：
 
#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
int main()
{
    //从摄像头读取视频
    VideoCapture capture("man.mp4");
    //循环显示每一帧
    while(1){
        Mat frame;//定义一个Mat变量，用于存储每一帧的图像
        capture >> frame;//读取当前帧
        if(frame.empty())//播放完毕，退出
            break;
        imshow("读取视频帧",frame);//显示当前帧
        waitKey(30);//掩饰30ms
    }
    system("pause");
    return 0;
}

test3.cpp：

#include<iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include<opencv2/core/core.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
using namespace cv;
using namespace std;
int main()
{
    //打开电脑摄像头
    VideoCapture cap(0);
    if (!cap.isOpened())
    {
        cout << "error" << endl;
        waitKey(0);
        return 0;
    }
 
    //获得cap的分辨率
    int w = static_cast<int>(cap.get(CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH));
    int h = static_cast<int>(cap.get(CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT));
    Size videoSize(w, h);
    VideoWriter writer("RecordVideo.avi", CV_FOURCC('M', 'J', 'P', 'G'), 25, videoSize);
    
    Mat frame;
    int key;//记录键盘按键
    char startOrStop = 1;//0  开始录制视频； 1 结束录制视频
    char flag = 0;//正在录制标志 0-不在录制； 1-正在录制
 
    while (1)
    {
        cap >> frame;
        key = waitKey(100);
        if (key == 32)//按下空格开始录制、暂停录制   可以来回切换
        {
            startOrStop = 1 - startOrStop;
            if (startOrStop == 0)
            {
                flag = 1;
            }
        }
        if (key == 27)//按下ESC退出整个程序，保存视频文件到磁盘
        {
            break;
        }
 
        if (startOrStop == 0 && flag==1)
        {
            writer << frame;
            cout << "recording" << endl;
        }
        else if (startOrStop == 1)
        {
            flag = 0;
            cout << "end recording" << endl;
            
        }
        imshow("picture", frame);
    }
    cap.release();
    writer.release();
    destroyAllWindows();
        return 0;
}

效果实现：

1）如果要求打开你硬盘上一个视频文件来播放，请问示例代码1第7行代码如何修改？

VideoCapture capture(硬盘上一个视频文件路径);

2）在示例代码1第9行的while循环中，Mat是一个什么数据结构？ 为什么一定要加一句waitKey延时代码，删除它行不行？

while 循环体中的 Mat 数据结构其实是一个点阵，对应图像上的每一个点，每个图像都是由无数的点构成的，即Mat是一个图像矩阵。
waitKey()函数的参数单位是 ms 毫秒，其功能是不断刷新图像，如果没有这个就无法实现画面的实时显示，即看不到画面的变化。

3）示例代码1代码会在while循环中一直运行，你如果试图用鼠标关闭图像显示窗口，会发现始终关不掉。需要用键盘Ctrl+C 强制中断程序，非常不友好。如何改进？

 增加一个判断语句，来进行关闭。