图解安装CLion编写程序并进行单元测试

我对JetBrains公司的IDE情有独钟，于是这里使用的IDE是CLion，CLion是以IntelliJ为基础，专为开发C及C++所设计的跨平台IDE，可以在Windows、Linux及MacOS使用。

本文介绍了在Linux系统（以Ubuntu16.04为例）下如何安装CLion-2016.2.2（及其破解）和它的简单使用。

一、安装CLion

1、从CLion官网下载最新版CLion安装包，其Linux版是.tar.gz的压缩包。

netcon@conwlt:~$ wget https://download.jetbrains.8686c.com/cpp/CLion-2016.2.2.tar.gz

2、下载完成后，解压压缩包。

netcon@conwlt:~$ tar -zxvf CLion-2016.2.2.tar.gz

3、进入到安装目录下的bin目录下，运行clion.sh即可。

netcon@conwlt:~$ cd clion-2016.2.2/bin/
netcon@conwlt:~/clion-2016.2.2/bin$ ./clion.sh

4、首次打开会设置workspace，之前没安装过直接点OK即可。

5、然后就是每次安装都有但每次都没人读的使用协议了，Accpect即可。

6、然后是激活操作，由于CLion是收费的，可以选择试用30天。如果有经济能力的话使用正版软件自然是更好，但是现在我还没那个能力，所以只能另辟蹊径，搭建了一个破解的服务器，地址是：http://bash.pub:1017，如今网上其他的破解方案基本不能用了。这个Server也可以激活JetBrains的同类其他产品，大家如果有需要，请低调使用。选择License server，正确输入后，点击Activate即可。

7、选择自己喜欢的主题。

8、配置CMake及debugger，默认即可。

9、默认插件，无须改变，继续即可。

10、特色插件，按需安装，这里只是演示我没有安装，也可以以后安装。

11、最后一步，创建桌面菜单图标。

至此，CLion已经被我们成功安装！

二、创建工程及编写代码

1、安装成功后我们可以在应用程序列表中找到CLion，打开后进入创建工程页面。

2、创建完成后就可以看到CLion的主界面了，左侧是工程目录，MaxSubArraySum就是我们刚刚创建的工程，展开它并打开main.cpp，我们的代码讲在这里编写（如果觉得字体不合适请自行百度如何修改，这里不再介绍）。

3、点击Run -> Run 'Build All'，即可运行程序。（首次运行可能要求编辑配置文件，只需要将Target设置为MaxSubArraySum即可）。

运行成功！在下方的控制台可以看到结果！

三、使用Coding.net存放代码

我们已经完成了编写代码的任务，接下来把代码push到远程git仓库吧！

CLion当然支持版本控制工具，建立好Git仓库后，右键项目名称，依次选择Git -> Repositories -> push即可。

我们可以在CLion中方便的使用Git的各种功能而不用输入Git命令，但是个人还是喜欢Shell操作。

项目地址：https://coding.net/u/netcon/p/MaxSubArraySum/git

关于最大连续子数列和问题的解法可以参考这篇文章：

经典算法问题 - 最大连续子数列和

关于Coding.net和Git的使用可以参考这两篇文章：

1、Coding.net简单使用指南

2、Git简易使用指南

四、测试代码

1、单元测试

由于代码使用C++语言编写， CLion没有官方的CUnit单元测试插件（貌似这方面就VS做得好，可惜不能跨平台），如果使用的话可以把测试框架的源码拷贝到工程中，与其多此一举，不如直接在Shell中测试，我这里采用了Google的GTest测试框架，并进行了简单配置，以下时配置后的GTest目录结构：

netcon@conwlt:~/gtest$ tree -L 2
.
├── codes
│   ├── main.cpp
│   ├── Makefile
│   └── test.cpp
├── include
│   └── gtest
└── src
    ├── gtest-all.cc
    ├── gtest.cc
    ├── gtest-death-test.cc
    ├── gtest-filepath.cc
    ├── gtest-internal-inl.h
    ├── gtest_main.cc
    ├── gtest-port.cc
    ├── gtest-printers.cc
    ├── gtest-test-part.cc
    └── gtest-typed-test.cc

4 directories, 13 files
netcon@conwlt:~/gtest$ 

下面是其Makefile。

GTEST_DIR = ..
USER_DIR = .
CPPFLAGS += -isystem $(GTEST_DIR)/include
CXXFLAGS += -g -Wall -Wextra -pthread
TESTS = run_test
GTEST_HEADERS = $(GTEST_DIR)/include/gtest/*.h \
                $(GTEST_DIR)/include/gtest/internal/*.h
FILES = $(foreach d, $(USER_DIR), $(wildcard $(d)/*.cpp))
OBJS = $(patsubst %.cpp, %.o, $(FILES))

all : $(TESTS)

clean :
    rm -f $(TESTS) gtest_main.a *.o

GTEST_SRCS_ = $(GTEST_DIR)/src/*.cc $(GTEST_DIR)/src/*.h $(GTEST_HEADERS)

gtest-all.o : $(GTEST_SRCS_)
    $(CXX) $(CPPFLAGS) -I$(GTEST_DIR) $(CXXFLAGS) -c \
            $(GTEST_DIR)/src/gtest-all.cc

gtest_main.o : $(GTEST_SRCS_)
    $(CXX) $(CPPFLAGS) -I$(GTEST_DIR) $(CXXFLAGS) -c \
            $(GTEST_DIR)/src/gtest_main.cc

gtest_main.a : gtest-all.o gtest_main.o
    $(AR) $(ARFLAGS) $@ $^

%.o : %.cpp
    $(CXX) $(CPPFLAGS) $(CXXFLAGS) -c $< -o $@

$(TESTS) : $(OBJS) gtest_main.a
    $(CXX) $(CPPFLAGS) $(CXXFLAGS) -lpthread $^ -o $@

我们用其测试以下MaxSubArraySum项目中nlogn分支下的代码，这份代码是采用分治法解决这个问题的，源码及测试代码如下：

/**
 * File name: main.cpp
 *
 * 最大连续子数列问题的O(NlogN)解法，分治法
 *
 * Author: netcon
 * Email: netcon@live.com
 * Blog: http://conw.net
 *
 */

//N是数组长度，num是待计算的数组
int solve(int N, int *num, int left, int right)
{
    //数列长度为1时
    if(left == right)
        return num[left];

    //划分为两个规模更小的问题
    int mid = (left + right) >> ;
    int lans = solve(N, num, left, mid);
    int rans = solve(N, num, mid + , right);

    //横跨分割点的情况
    int sum = , lmax = num[mid], rmax = num[mid + ];
    for(int i = mid; i >= left; i--) {
        sum += num[i];
        if(sum > lmax) lmax = sum;
    }
    sum = ;
    for(int i = mid + ; i <= right; i++) {
        sum += num[i];
        if(sum > rmax) rmax = sum;
    }

    //答案是三种情况的最大值
    int ans = lmax + rmax;
    if(lans > ans) ans = lans;
    if(rans > ans) ans = rans;

    return ans;
}

/**
 * File name: test.cpp
 */

#include "gtest/gtest.h"

int solve(int, int *, int, int);

int N[] = {, , };
int num[][] = {
    {, , , , },
    {-, -, -, -, -},
    {}
};
int ans[] = {, -, };

TEST(MaxSubArraySum, Positive) {
    EXPECT_EQ(ans[], solve(N[], num[], , N[] - ));
}

TEST(MaxSubArraySum, Negative) {
    EXPECT_EQ(ans[], solve(N[], num[], , N[] - ));
}

TEST(MaxSubArraySum, Random) {
    EXPECT_EQ(ans[], solve(N[], num[], , N[] - ));
}

测试结果：

netcon@conwlt:~/gtest/codes$ ls
main.cpp  Makefile  test.cpp
netcon@conwlt:~/gtest/codes$ make
g++ -isystem ../include -g -Wall -Wextra -pthread -c main.cpp -o main.o
g++ -isystem ../include -g -Wall -Wextra -pthread -c test.cpp -o test.o
g++ -isystem ../include -I.. -g -Wall -Wextra -pthread -c \
            ../src/gtest-all.cc
g++ -isystem ../include -I.. -g -Wall -Wextra -pthread -c \
            ../src/gtest_main.cc
ar rv gtest_main.a gtest-all.o gtest_main.o
ar: creating gtest_main.a
a - gtest-all.o
a - gtest_main.o
g++ -isystem ../include -g -Wall -Wextra -pthread -lpthread main.o test.o gtest_main.a -o run_test
netcon@conwlt:~/gtest/codes$ ./run_test
Running main() from gtest_main.cc
[==========] Running  tests from  test case.
[----------] Global test environment set-up.
[----------]  tests from MaxSubArraySum
[ RUN      ] MaxSubArraySum.Positive
[       OK ] MaxSubArraySum.Positive ( ms)
[ RUN      ] MaxSubArraySum.Negative
[       OK ] MaxSubArraySum.Negative ( ms)
[ RUN      ] MaxSubArraySum.Random
[       OK ] MaxSubArraySum.Random ( ms)
[----------]  tests from MaxSubArraySum ( ms total)

[----------] Global test environment tear-down
[==========]  tests from  test case ran. ( ms total)
[  PASSED  ]  tests.
netcon@conwlt:~/gtest/codes$ make clean
rm -f run_test gtest_main.a *.o
netcon@conwlt:~/gtest/codes$ 

2、大规模数据测试

大量的数据测试是最能体现代码正确性的，这里我写了一个生成数据的脚本自动生成数据。

# generate the test data
import random
# N is the length of the sequence
N = 10000000
# MAX_ABS is the max absolute value of the numbers in the sequence
MAX_ABS = 1024
def rand(n):
    return int((random.random() - 0.5) * 2 * n)
out = str(rand(MAX_ABS))
for i in range(1, N):
    out += ' ' + str(rand(MAX_ABS))
print(N)
print(out)

上述Python脚本会生成一千万规模的数据！那么如何测试呢，我们使用一个O(N)的算法与一个O(NlogN)的程序比较结果是否相同。

先看一下各文件的内容：

/**
 * File name: nlogn.cpp
 *
 * 最大连续子数列问题的O(NlogN)解法，分治法
 *
 * Author: netcon
 * Email: netcon@live.com
 * Blog: http://conw.net
 *
 */

#include <stdio.h>

//N是数组长度，num是待计算的数组，放在全局区是因为可以开很大的数组
int N, num[];

int solve(int left, int right)
{
    //数列长度为1时
    if(left == right)
        return num[left];

    //划分为两个规模更小的问题
    int mid = (left + right) >> ;
    int lans = solve(left, mid);
    int rans = solve(mid + , right);

    //横跨分割点的情况
    int sum = , lmax = num[mid], rmax = num[mid + ];
    for(int i = mid; i >= left; i--) {
        sum += num[i];
        if(sum > lmax) lmax = sum;
    }
    sum = ;
    for(int i = mid + ; i <= right; i++) {
        sum += num[i];
        if(sum > rmax) rmax = sum;
    }

    //答案是三种情况的最大值
    int ans = lmax + rmax;
    if(lans > ans) ans = lans;
    if(rans > ans) ans = rans;

    return ans;
}

int nlogn()
{
    freopen("in.txt", "r", stdin);
    //输入数据
    scanf("%d", &N);
    for(int i = ; i <= N; i++)
        scanf("%d", &num[i]);

    int ans = solve(, N);

    return ans;
}

/**
 * File name: on.cpp
 *
 * 最大连续子数列问题的O(N)解法，空间复杂度O(1)
 *
 * Author: netcon
 * Email: netcon@live.com
 * Blog: http://conw.net
 *
 */

#include <stdio.h>

int on()
{
    int N, n, s, ans, m = ;

    freopen("in.txt", "r", stdin);
    scanf("%d%d", &N, &n); //读取数组长度和数列中的第一个数
    ans = s = n; //把ans初始化为数列中的的第一个数
    for(int i = ; i < N; i++) {
        if(s < m) m = s;
        scanf("%d", &n);
        s += n;
        if(s - m > ans)
            ans = s - m;
    }

    return ans;
}

测试文件很简单：

/**
 * File name: test.cpp
 */
#include "gtest/gtest.h"

int on();
int nlogn();

TEST(MaxSubArraySum, Positive) {
    EXPECT_EQ(on(), nlogn());
}

测试结果：

netcon@conwlt:~/gtest/codes$ ls
in.txt  Makefile  nlogn.cpp  on.cpp  test.cpp  test.py
netcon@conwlt:~/gtest/codes$ python test.py > in.txt
netcon@conwlt:~/gtest/codes$ make
g++ -isystem ../include -g -Wall -Wextra -pthread -c on.cpp -o on.o
g++ -isystem ../include -g -Wall -Wextra -pthread -c test.cpp -o test.o
g++ -isystem ../include -g -Wall -Wextra -pthread -c nlogn.cpp -o nlogn.o
g++ -isystem ../include -I.. -g -Wall -Wextra -pthread -c \
            ../src/gtest-all.cc
g++ -isystem ../include -I.. -g -Wall -Wextra -pthread -c \
            ../src/gtest_main.cc
ar rv gtest_main.a gtest-all.o gtest_main.o
ar: creating gtest_main.a
a - gtest-all.o
a - gtest_main.o
g++ -isystem ../include -g -Wall -Wextra -pthread -lpthread on.o test.o nlogn.o gtest_main.a -o run_test
netcon@conwlt:~/gtest/codes$ ./run_test
Running main() from gtest_main.cc
[==========] Running  test from  test case.
[----------] Global test environment set-up.
[----------]  test from MaxSubArraySum
[ RUN      ] MaxSubArraySum.Positive
[       OK ] MaxSubArraySum.Positive ( ms)
[----------]  test from MaxSubArraySum ( ms total)

[----------] Global test environment tear-down
[==========]  test from  test case ran. ( ms total)
[  PASSED  ]  test.
netcon@conwlt:~/gtest/codes$ make clean
rm -f run_test gtest_main.a *.o
netcon@conwlt:~/gtest/codes$ 

测试通过！而且速度很快！一千万的数据不到三秒的时间两个程序都跑完了，我觉得，这还是IO占了很大一部分时间，而且O(NlogN)也确实会比O(N)慢很多。

用例编号	用例描述	输入数据	预期输出数据	实际输出数据	通过/不通过	评价
0	全是正数的测试样例	1 2 3 4 5	15	15	通过	输入数据全是正数， 结果必然时数列的和
1	全是负数的测试样例	-1 -2 -3 -4 -5	-1	-1	通过	输入数据全是负数，结 果必然时数列中最小值
2	正数负数混合的随机数列	-2 6 -1 5 4 -7 2 3	14	14	通过	输入数据正负数混合，则 需要考虑多种情况。
3	一千万规模的数据	不能展示	不同版本程序输出相同	不同版本程序输出相同	通过	用很大规模的数据测试 程序，可以覆盖程序尽可 能多的情况，并且考察程 序的执行效率。虽无法知道 数据的正确结果，但多个版 本的算法都得到相同答案， 可基本证明程序没问题。