Программа, сборка и запуск

На C++ вы пишете текст, который читает человек. Процессор читать его не умеет: он понимает только машинные команды. Между вами и процессором стоит компилятор – программа, которая переводит текст на C++ в машинные команды.

Из-за этого работа выглядит так:

1. вы правите текст в main.cpp;
2. запускаете сборку – компилятор переводит текст в программу;
3. запускаете получившуюся программу и смотрите результат.

Если в тексте ошибка, компилятор до второго шага не дойдёт и напишет, в какой строке ему непонятно. Это хорошо: большинство опечаток ловится до запуска, а не во время расчёта.

Если вы видели Python, разница заметна: там программа запускается сразу из текста, а ошибку в строке 40 вы узнаете, только когда выполнение до неё дойдёт. C++ строже и требует сборки – зато считает в десятки раз быстрее, а для численного моделирования это важно.

Три программы. Все бесплатные.

На Windows из трёх нужна, по сути, одна: проект можно скачать архивом вместо git clone – он лежит ниже, на случай если GitHub у вас не открывается, – а CMake стоит внутри самой Visual Studio, и файл build.bat позовёт его оттуда.

Про Visual Studio – самое важное. При установке она спрашивает, какие «рабочие нагрузки» ставить. Обязательно отметьте «Разработка классических приложений на C++» (в английской версии – «Desktop development with C++»). Без неё Visual Studio встанет, но компилятора в ней не будет, и CMake скажет, что не нашёл его.

Про CMake. В установщике поставьте галочку «Add CMake to the system PATH» – иначе команду cmake не найдёт ни одна консоль.

Про Git. Вместе с ним ставится Git Bash – консоль, которая понимает команды Linux и macOS. Она понадобится: скрипты сборки написаны для неё. Ничего отдельно ставить не нужно, она уже внутри.

На Linux всё это ставится пакетным менеджером, плюс библиотеки для окна:

sudo apt install git cmake build-essential xorg-dev libgl1-mesa-dev

На macOS:

xcode-select --install
brew install cmake

Отдельно про папку: путь к ней должен быть на латинице и без пробелов. C:\work\GuiLibrary – хорошо, C:\Мои документы\спецкурс – источник загадочных ошибок сборки.

Флаг --recurse-submodules важен. Проект использует три чужие библиотеки – GLFW (окно), ImGui (интерфейс) и ImPlot (графики). Они лежат не внутри проекта, а подключены ссылками, и без этого флага папка external/ останется пустой. Забыли – ничего страшного, скрипт сборки доберёт их сам.

В школьной сети GitHub бывает закрыт, и команда выше молча висит до ошибки. На этот случай архив с исходниками лежит прямо здесь: GuiLibrary-src.zip (3,6 МБ).

Внутри ровно то же, что даёт git clone, и вместе с папкой external/ – три чужие библиотеки уже на месте. Git для этого пути не нужен совсем: распакуйте архив в папку с латинским путём без пробелов (C:\work\GuiLibrary) и переходите сразу к сборке.

Одно отличие от клонирования: архив – слепок, снятый в день, когда его выложили. Истории репозитория в нём нет, git pull в распакованной папке не сработает, и обновления библиотеки придётся скачивать таким же архивом заново. Дома, где GitHub открывается, лучше всё-таки клонировать.

Компилятор надо позвать и объяснить ему, какие файлы собирать, где искать заголовки, какие библиотеки подключить. Для нашего проекта это десятки параметров, и на Windows, Linux и macOS они разные.

CMake – программа, которая по одному описанию (CMakeLists.txt) сама составляет эти команды для вашей системы. Вы её никогда не редактируете вручную, пока не добавляете новое задание.

В корне проекта лежит файл build.bat. Двойной щелчок по нему – и он сам найдёт установленную Visual Studio, позовёт CMake, подготовит папку build и откроет готовое решение.

Отдельно ставить CMake для этого не нужно: скрипт берёт тот, что уже лежит внутри Visual Studio. Git – тоже, если проект скачан архивом. Из трёх программ в таблице выше остаётся одна – сама Visual Studio с компонентом «Разработка классических приложений на C++».

Собирать и запускать вы будете уже в открывшейся Visual Studio – как именно, написано ниже, в способе 3. Скрипт делает за вас его первый шаг, не больше: превратить текст в программу всё равно придётся зелёным треугольником.

Если окно скрипта закрылось с ошибкой – прочитайте её, она написана по-русски и обычно говорит одно из двух: не найдена Visual Studio или в ней нет компонента C++.

Способы ниже – для тех, у кого Linux или macOS, и для тех, кому интересно, что скрипт делает внутри.

В проекте есть два скрипта, которые делают всё сами.

bash scripts/bootstrap.sh Task_0   # подготовить и собрать
bash scripts/run.sh Task_0         # собрать изменения и запустить

Но запускать их надо в Git Bash, а не в командной строке Windows. Если открыть обычную cmd и написать bash scripts/bootstrap.sh Task_0, получится:

"bash" не является внутренней или внешней командой

Это не поломка проекта. Скрипты написаны на языке командной оболочки Linux, а cmd.exe такого языка не знает – ему нужен переводчик, и это как раз Git Bash.

Как открыть Git Bash в нужной папке: зайдите в папку GuiLibrary в проводнике, щёлкните правой кнопкой по пустому месту и выберите «Open Git Bash here» (в новой Windows 11 сначала «Показать дополнительные параметры»). Откроется чёрное окно уже в этой папке – вот в нём команды и работают.

Вместо Task_0 подставьте Task_1, Task_2, Task_3, LBM, MolecularDynamics или Template.

Если возиться с Git Bash не хочется, те же две команды пишутся прямо в cmd или PowerShell – скрипты в конечном счёте зовут именно их:

cmake -S . -B build
cmake --build build --config Release --target Task_0

Ключи выглядят загадочно, но их всего четыре, и у каждого простой смысл.

Зачем отдельная папка build: CMake создаёт в ней сотни служебных файлов – проекты, объектные файлы, кэш. Их складывают отдельно, чтобы папка с исходниками не превращалась в помойку, а build можно было удалить целиком в любой момент – ничего своего вы не потеряете, следующая команда cmake -S . -B build создаст её заново.

Первая команда готовит сборку и нужна один раз – и ещё раз, если вы правили CMakeLists.txt. Вторая собирает, и её повторяют после каждой правки main.cpp.

Готовая программа появится рядом с исходником: Task_0\Release\Task_0.exe. Запускается двойным щелчком.

Самый удобный способ на Windows – и он продолжает предыдущий. Выполните только первую команду:

cmake -S . -B build

В папке build появится решение Visual Studio: файл GUI_Library.sln (в Visual Studio 2026 он называется GUI_Library.slnx – это тот же файл в новом формате). Откройте его двойным щелчком.

Дальше всё мышью:

1. в списке проектов слева найдите нужное задание, например Task_0;
2. щёлкните по нему правой кнопкой → «Назначить запускаемым проектом». Его имя станет жирным;
3. вверху выберите конфигурацию Release;
4. нажмите зелёный треугольник.

Это тот же самый проект – просто CMake подготовил его в виде, который Visual Studio понимает как родной: подсветка, переход к определению функции по щелчку, отладчик.

Про отладчик: чтобы остановить программу на нужной строке и посмотреть значения переменных, переключитесь на Debug. В Release компилятор так переписывает код, что пошаговое выполнение прыгает по строкам и половина переменных «оптимизирована».

Если правили CMakeLists.txt, решение надо пересоздать той же командой cmake -S . -B build – Visual Studio сама о новом задании не узнает.

Сборку можно делать в двух режимах.

Debug – отладочный. Компилятор не оптимизирует код и добавляет проверки, зато отладчик может остановить программу на любой строке и показать значения переменных.

Release – рабочий. Компилятор переписывает код так, чтобы он считал быстрее, иногда в десятки раз.

Для численного моделирования разница решающая: расчёт, который в Release идёт в реальном времени, в Debug превращается в слайд-шоу. Правило простое: считаете – Release, ищете ошибку – Debug.

И общее правило: сообщение об ошибке читайте с первой строки, а не с последней. Компилятор часто выдаёт десяток жалоб подряд, но настоящая причина обычно в самой первой – остальные её следствия.

Программа собирается и запускается. Дальше начинается интересное: разберём, из чего состоит её текст – начиная с переменных.