【CppGameDevTutorials/00_HelloCpp】C++開発環境構築

ゲームを作りましょう. C++で. Unity? 棚に戻してきなさい.
(実際, 他人が作ったよくわからない仕様と闘うか, 自分や自然科学と闘うかの違いでしかなく, 後者の方が精神衛生にいいのでC++で作ることを推奨します. 冗談ではなく, 本気でそう思っています.)

今回はまずC++の開発環境を構築します.

前提

• Windows 11 (x64)
• Visual Studio Code

手順

1. Visual Studio Build Tools(VSBT)
   Visual Studioのエディターはこの世で最も醜いものの一つなので使わず, 中にあるBuild Toolsのみを使います. Visual Studioを入れずにこれだけをインストールできます.

   1. 公式サイト(https://visualstudio.microsoft.com/downloads/)の下の方からダウンロード(Tools for Visual Studio → Build Tools for Visual Studio 2022).
   2. C++によるデスクトップ開発にチェックを入れる.

2. vcpkg
   パッケージマネージャ. VSBTの中にもvcpkgがありますが, 偽物なので使いません. vcpkgはユーザーディレクトリなどに入れるのが一般的らしいです. (OSの直下にフォルダを作って開発用のツールをまとめる人もいるらしい)

   1. インストールしたい場所で以下を順に実行する.

      # インストール
      git clone https://github.com/microsoft/vcpkg.git
      
      # bootstrap
      .\bootstrap-vcpkg.bat
      
      # Visual Studioと統合
      .\vcpkg integrate install
      

   2. システム環境変数のPATHに追加
      vcpkg.exeを持っているフォルダのパスをコピーしてPATHに追加します. 最も外側のvcpkgだと思います.

3. CMake
   メタビルドシステム. 公式サイト(https://cmake.org/)からインストールします.
   (「コンパイル」というのはソースコードを機械語に翻訳することであり, これはファイルごとに行われるので, 複数のソースコードからなるゲームを作るにはそれらを結合する「リンク」という作業が必要になります. これらをまとめて「ビルド」といい, ビルドを自動で行うツールを「ビルドツール」といいます. ビルドツールには複数あり, それらの仕様ごとに異なる形式のキャッシュを生成するのですが, これでは共同開発などで不便なことが多かったため, 選択的にビルドツールを生成してビルドを行う「メタビルドシステム」というものが誕生しました.)

4. 母国語を取り戻す
   現状ではC++のコード内で日本語(UTF-8)を書くとコンパイルに失敗します. そこでWindowsの設定を見直す必要があります.

   1. 設定 → 時刻と言語 → 言語と地域 → 管理用の言語の設定 → システム ロケールの変更 → 「ベータ: ワールドワイド言語サポートでUnicode UTF-8を仕様」にチェックを入れる.
   2. PCを再起動する.

5. VS Code拡張機能

   • C/C++
   • CMake Tools

   あたりがあれば十分だと思います. あとはお好みで.

サンプルコード

プロジェクトフォルダの直下にCMakeLists.txtを作り, 以下のように書きます. (このファイル名にするとVSCode上でアイコンがMになると思います.)

# 00_HelloCpp/CMakeLists.txt

# CMakeの最低バージョンを指定
cmake_minimum_required(VERSION 3.15)

# プロジェクトを定義(HelloCppという名前のCppで書かれたプロジェクト)
# このプロジェクト名はフォルダ名と同じである必要はない
project(HelloCpp LANGUAGES CXX)

# ビルドを実行(main.cppをコンパイルしてhello.exeを作る)
add_executable(hello main.cpp)

main.cppを適当に書きます.

// 00_HelloCpp/main.cpp

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>

int main() {
  std::cout << "Hello, C++!" << std::endl;
  std::vector<std::string> Zoo = {"dog", "cat", "bird"};
	for (const auto& animal : Zoo){
		std::cout << animal << ' ';
	}
  std::cout << "" << std::endl;
  std::cout << "はろーわーるど！" << std::endl;
  return 0;
}

ビルドと実行

プロジェクトフォルダの直下で以下を順に実行します.

# buildフォルダを作成・移動
mkdir build && cd build

# キャッシュファイル作成
cmake ..

# Debugフォルダの中に実行ファイルを生成
# 以降, コードを変更したらここからやり直す
cmake --build . --config Debug

# 実行
./Debug/hello.exe

ビルドの慣習について

buildフォルダを作って, その中にビルド生成物をすべて入れます. これにより, buildフォルダを消すことでビルド状況をリセットできます. これを「out-of-sourceビルド」といいます.　開発時はbuildの中にさらにDebugフォルダを作り、その中に実行ファイルを置きます(デバッグビルド). 完成したらDegubの代わりにReleaseフォルダを作り, そこに入れます(リリースビルド).

ターミナルに関する超初心者向けの補足

ターミナル上でキーボードの「↑」や「↓」を押すと履歴を遡れます. 何度も同じコマンドを書く必要はありません. ターミナルにある程度入力した後でキーボードの「Tab」を押すと入力補完してくれます. cdなどの後にパスを手入力する必要はありません.