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整理混乱的头文件,我用include what you use

2022-07-05 00:58:00 华为云开发者联盟

摘要:使用include-what-you-use(iwyu/IWYU)清理冗余头文件,补充必要头文件。

本文分享自华为云社区《用include what you use拯救混乱的头文件》,作者: 村头树下 。

背景

面对大型C/C++项目的时候,混乱的头文件引用,经常会有一种剪不断理还乱的感觉。长年累月的项目迭代,需求更新。导致头文件未能及时随着代码的变动而更新,成为了冗余的负担。这会增加整体项目的编译时间。如果没有一个工具来帮助我整理这些头文件,我是绝对不会动一丝整改他们的想法。幸运的是,有一个工具可以满足我们的要求–include what you use.

简介

在各种C/C++编码规范中,一般都会提到几点:

禁止包含用不到的头文件

用不到的头文件被包含的同时,引入了不必要的依赖,增加了模块之间的耦合度,只要该头文件修改,代码就会重新编译。

头文件应该自包含

如果一个文件包含某个头文件。想要正常工作,还必须包含另外一个头文件,这会增加使用的负担。

所以这也是整理头文件的意义。这也是使用include-what-you-use(下称IWYU)的初衷。

安装

附上此项目的主页
https://github.com/include-what-you-use/include-what-you-use
IWYU依赖Clang,而且它针对Clang的各个版本都有自己对应的版本。所以在安装IWYU的时候,首先需确定你的Clang是什么版本。由于本人之前未曾安装过Clang,所以首先要安装Clang.

Clang的安装

建议直接源码编译,减少符号不兼容等奇怪的错误
克隆llvm仓库

git clone https://github.com/llvm/llvm-project.git

切到想要编译的llvm版本

cd llvm-project
git checkout llvmorg-14.0.0

构建LLVM和Clang

cd llvm-project
mkdir build && cd build
cmake -DLLVM_ENABLE_PROJECTS=clang -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -G “Unix Makefiles” …/llvm
make -j48

IWYU安装

克隆IWYU仓库

git clone https://github.com/include-what-you-use/include-what-you-use.git
cd include-what-you-use

切换到与clang对应的分支,由于刚才安装的是14.0的版本,因此这里也切换到对应版本

git checkeout clang_14

在IWYU上一层创建文件夹build

mkdir build && cd build
cmake -G “Unix Makefiles” -DCMAKE_PREFIX_PATH=…/llvm/llvm-project/llvm/ …/include-what-you-use/

CMAKE_PREFIX_PATH指向刚才构建的llvm目录。如果构建成功,你会看到
image.png
开始编译IWYU

cd …/include-what-you-use/
make -j48

编译成功
image.png

如果希望更方便的使用iwyu,可以将其bin加入环境变量中,我是创建了一个软链接到/usr/bin目录下

ln -s /the/path/of/include-what-you-use/bin/include-what-you-use /usr/bin/iwyu

如果一切妥当,就可以用iwyu -v来检查是否安装成功了
image.png

使用

这里介绍一下在Clion环境下,如何使用IWYU
打开Clion->File->Setting->Build,Execution,Deployment页面

  • 设置编译器
    在官方文档中,介绍使用IWYU的时候,使用Clang作为编译器。通过亲自实践发现,在14.0版本下,Gcc 7.3.1也是可以使用IWYU的。
    在Toolchains中设置Clang的路径,由于我Gcc也可以运行,所以并没有更改
    image.png

  • 设置编译选项
    ->Cmake设置页面。
    新建一个编译模板名为Debug-iwyu,重点是在Cmake options中添加 -DCMAKE_CXX_INCLUDE_WHAT_YOU_USE=iwyux 其中iwyu为你环境中实际include-what-you-use可执行文件的路径
    image.png

  • 编译项目
    在编译项目的界面选择刚刚创建的编译模板Debug-iwyu
    image.png
    OK,一切准备就绪,就可以开始编译了。

  • 结果处理
    这里举了一个很简单的例子,main.cpp包含了三个用不到的头文件
    image.png
    然后iwyu在编译的过程中会提醒我们这三个头文件应该被移除
    image.png
    但是真实的大型项目中,肯定会有很多的提醒,一个一个去手动修改。依然是个机械的苦力活,所以在iwyu项目中,提供了一个可以辅助自动修复的脚本fix_includes.py。可以参照项目主页的使用方法,来帮助自动修复。

  • [1] IWYU主页
  • [2] Clang构建指导

 

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