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万丈高楼平地起：开发环境搭建与“Hello, World”

news 2025/7/14 7:57:31

前言

在上一篇文章《专栏开篇：从一个想法到一套软件——我的AI质检平台设计蓝图》中，我们共同绘制了一份激动人心的蓝图。然而，再宏伟的蓝图，也需要一砖一瓦的实现。今天，我们就来打下整个项目的地基——搭建一个稳定、可靠、万事俱备的开发环境。

这一步或许有些枯燥，甚至会遇到各种恼人的报错，但请相信我，一个干净、配置正确的开发环境，是后续所有高效开发的保障。它能为你节省未来几十甚至上百个小时的调试时间。

废话不多说，让我们卷起袖子，开始搬砖！

一、我们的“建筑材料”清单

兵马未动，粮草先行。在编码之前，我们需要准备好所有的“建筑材料”。我将以Windows 10/11平台为例进行讲解，这是工业界最主流的操作系统之一。

IDE与编译器：Qt Creator + MSVC
- 核心工具： Qt (我这里使用最新的 Qt 6.9.1 版本)
- 下载方式： 通过 Qt官方下载器进行在线安装。
- 安装选项： 注册账户后，在组件选择页面，请务必勾选以下几项：
  - MSVC 2022 64-bit
  - Qt 6.9 for Desktop Development 下的 MinGW 可以不选，我们统一使用MSVC。
  - Developer and Designer Tools 下的 CMake 和 Ninja 必须勾选。

典型组件选择如下图所示：
在这里插入图片描述

Visual Studio 2022
Qt的MSVC版本需要依赖Visual Studio提供的C++编译器、链接器和相关库。访问Visual Studio官网下载并安装Visual Studio 2022 Community（社区版对个人开发者和开源项目免费）。安装过程中，需要在“工作负载”中选择“使用C++的桌面开发”。这个选项会自动安装所有必要的C++开发工具和Windows SDK，如下图所示。
图像处理库：OpenCV
- 版本： 推荐 OpenCV 4.8.0 或更高版本。
- 下载方式： 访问 OpenCV官方Releases页面，下载 Windows 版本的预编译包。
- 安装： 下载后得到的是一个自解压程序，将其解压到一个不含中文和空格的路径下，例如 D:\toolplace\opencv-4.11.0。解压后，我们核心关注的是 build 目录。
AI推理库：ONNX Runtime
- 版本： 推荐 1.18.0 或更高版本。
- 下载方式： 访问 ONNX Runtime的GitHub Releases页面。
- 选择： 在Assets列表中，找到与你的编译器版本对应的预编译包。例如，如果你安装了Visual Studio 2022，就下载 onnxruntime-win-x64-1.22.1.zip。
- 安装： 同样，将其解压到一个不含中文和空格的路径，例如 D:\toolplace\onnxruntime-1.22.1。

二、用CMake“绘制施工图”

现代C++项目，尤其是有多个第三方库依赖的项目，使用CMake来管理是最佳实践。它就像我们的“施工总图”，告诉编译器去哪里找头文件、链接哪个库。

创建项目目录结构
在你的工作区，创建一个项目根目录，例如 AI_Quality_Inspection，并建立如下结构：
```
AI_Quality_Inspection/
|-- CMakeLists.txt      # 我们的施工总图
|-- main.cpp            # 我们的第一行代码
```
编写CMakeLists.txt
这是本篇的核心。请仔细阅读注释，理解每一行的作用。

# CMake最低版本要求
cmake_minimum_required(VERSION 3.16)# 项目名称
project(AI_Quality_Inspection VERSION 1.0 LANGUAGES CXX)# 设置C++标准为C++17，Qt6和现代C++库的推荐标准
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)# --- 自动处理Qt相关的编译需求 ---
set(CMAKE_AUTOMOC ON)
set(CMAKE_AUTORCC ON)
set(CMAKE_AUTOUIC ON)# --- 寻找核心库 ---# 1. 寻找 Qt6
# 我们声明需要Core, Gui(用于窗口系统)和Quick(用于QML)模块
find_package(Qt6 COMPONENTS Core Gui Quick REQUIRED)# 2. 寻找 OpenCV
# 设置OpenCV的根目录，请修改为你自己的路径！
set(OpenCV_DIR "D:/toolplace/opencv-4.11.0/build") 
find_package(OpenCV REQUIRED)# 3. 寻找 ONNX Runtime
# 我们需要手动指定头文件和库文件的路径
set(ONNX_ROOT "D:/toolplace/onnxruntime-1.22.1")
# 头文件路径
include_directories(${ONNX_ROOT}/include)
# 库文件路径
link_directories(${ONNX_ROOT}/lib)# --- 创建可执行文件 ---
add_executable(mainApp main.cpp)# --- 链接所有依赖库 ---
target_link_libraries(mainApp PRIVATE# 链接Qt6的模块Qt6::CoreQt6::GuiQt6::Quick # 为后续QML做准备# 链接OpenCV的模块 (会自动链接所有主要模块)${OpenCV_LIBS}# 链接ONNX Runtime的库onnxruntime
)# --- 添加头文件目录 ---
target_include_directories(mainApp PRIVATE${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}# 添加OpenCV的头文件目录${OpenCV_INCLUDE_DIRS}
)# Windows平台下，运行时需要将dll复制到可执行文件目录
# 这里我们添加一个自定义命令，在编译后自动复制
if(WIN32)add_custom_command(TARGET mainApp POST_BUILDCOMMAND ${CMAKE_COMMAND} -E copy_if_different"${OpenCV_DIR}/x64/vc16/bin/opencv_world4110.dll"$<TARGET_FILE_DIR:mainApp>)add_custom_command(TARGET mainApp POST_BUILDCOMMAND ${CMAKE_COMMAND} -E copy_if_different"${ONNX_ROOT}/lib/onnxruntime.dll"$<TARGET_FILE_DIR:mainApp>)
endif()

三、编写“Hello, Libraries!”验证代码

我们的“Hello, World”有点不一样。它不只打印一行文字，而是要唤醒我们引入的所有库，让它们“自报家门”。如果所有库都能成功报告自己的版本号，就证明我们的环境搭建和CMake配置彻底成功了！

编辑 main.cpp 文件：

#include <iostream>// 引入QGuiApplication，它是所有GUI应用的入口，包括QML
#include <QGuiApplication>
#include <QtGlobal>// 引入OpenCV的核心头文件
#include <opencv2/core.hpp>// 引入ONNX Runtime的C++ API头文件
#include <onnxruntime_cxx_api.h>int main(int argc, char *argv[])
{// 使用 QGuiApplication创建主窗体QGuiApplication app(argc, argv);std::cout << "--- AI Quality Inspection Platform Environment Test ---" << std::endl;// --- 1. 打印Qt版本 ---std::cout << "1. Qt Version: " << qVersion() << std::endl;// --- 2. 打印OpenCV版本 ---std::cout << "2. OpenCV Version: " << CV_VERSION << std::endl;// --- 3. 打印ONNX Runtime版本 ---try{// 创建OrtApi对象是使用ONNX Runtime的第一步const OrtApi* ort_api = OrtGetApiBase()->GetApi(ORT_API_VERSION);if (ort_api){// OrtApi没有直接的版本字符串函数，我们通过成功获取API来验证std::cout << "3. ONNX Runtime: API access successful. (Verified)" << std::endl;}else{std::cout << "3. ONNX Runtime: Failed to get API." << std::endl;}}catch (const std::exception& e){std::cout << "3. ONNX Runtime: Exception during initialization - " << e.what() << std::endl;}std::cout << "-----------------------------------------------------" << std::endl;std::cout << "Congratulations! Your environment is clean and ready for QML." << std::endl;std::cout << "You can close this window now." << std::endl;// 我们暂时不需要事件循环，直接返回return 0;
}

四、编译运行，见证奇迹

用Qt Creator打开项目：点击 文件 -> 打开文件或项目，选择我们写好的 CMakeLists.txt。
配置项目： Qt Creator会弹出“配置项目”对话框。在“构建套件(Kit)”中，选择你安装时勾选的 Desktop Qt 6.9.1 MSVC2022 64bit (或类似) 选项。然后点击“配置项目”。
构建项目： 点击左下角的“锤子”图标，或者按 Ctrl+B。观察下方的“编译输出”栏，如果没有红色报错，恭喜你，最难的一步已经过去了！
运行项目： 点击“锤子”旁边的绿色“播放”按钮，或者按 Ctrl+R。

如果一切顺利，你将看到一个控制台窗口弹出，并显示如下内容：

--- AI Quality Inspection Platform Environment Test ---
1. Qt Version: 6.9.1
2. OpenCV Version: 4.11.0
3. ONNX Runtime: API access successful. (Verified)
-----------------------------------------------------
Congratulations! Your environment is clean and ready for QML.
You can close this window now.

看到这个界面，请给自己一点掌声！我们成功地将三个强大的轮子装在了一起，为我们即将建造的AI跑车打好了底盘。