使用NuGet管理C++项目的依赖库

一、NuGet介绍

使用C++进行开发的同学，一定很羡慕Python的pip、Java的Maven等包管理器，只需要一个命令就可以将工程需要的依赖库安装到位。由于C++的大多数库都是系统、编译环境强相关联的，所以在开发中我们会针对不同的操作系统（Win32、Win64等）、编译器（MSVC140、MSVC120等）编译出对应的静态库或者动态库，
然后配置头文件包含目录、库引用目录、预编译宏等等。

如果一个工程引用了10个第三方库，我们需要配置这10个库的头文件包含目录、库引用目录，这无疑是很繁琐的，而且容易遗漏、出错。

今天我们介绍如何使用微软提供的NuGet工具来作为C++的库管理工具。NuGet的官网地址为：https://www.nuget.org/，任何人都可以免费注册，并上传自己制作的包供他人使用。
NuGet主要是针对.Net平台而设计，但其也可以用来管理C++ Native的包。

NuGet管理native包的原理主要是通过导入包中的targets文件来将预定义的配置添加到工程之中，从而简化工程配置的过程。下面是摘取curl-7.63.0-jefferyjiang包的targets文件，从这个文件中我们可以看到熟悉的Visual Studio预定义的环境变量以及配置。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><Project ToolsVersion="4.0" xmlns="http://schemas.microsoft.com/developer/msbuild/2003"><!-- user interface --><ItemGroup><PropertyPageSchema Include="$(MSBuildThisFileDirectory)default-propertiesui.xml" /></ItemGroup><!-- general --><ItemDefinitionGroup><ClCompile><PreprocessorDefinitions>%(PreprocessorDefinitions)</PreprocessorDefinitions><AdditionalIncludeDirectories>$(MSBuildThisFileDirectory)include\;%(AdditionalIncludeDirectories)</AdditionalIncludeDirectories></ClCompile><Link><AdditionalLibraryDirectories>$(MSBuildThisFileDirectory)lib\;%(AdditionalLibraryDirectories)</AdditionalLibraryDirectories><AdditionalDependencies>Wldap32.lib;Crypt32.lib;%(AdditionalDependencies)</AdditionalDependencies></Link></ItemDefinitionGroup><!-- v140 Win32 StaticLibrary MT Debug --><ItemDefinitionGroup Condition="'$(PlatformToolset)' == 'v140' And '$(Platform)' == 'Win32' And '$(Linkage)' == 'StaticLibrary_MT' And $(Configuration.IndexOf('Debug')) != -1 "><ClCompile><PreprocessorDefinitions>CURL_STATICLIB;%(PreprocessorDefinitions)</PreprocessorDefinitions></ClCompile><Link><AdditionalDependencies>vc140_x86_static_mt_debug\libcurld.lib;%(AdditionalDependencies)</AdditionalDependencies></Link></ItemDefinitionGroup><!-- v140 Win32 StaticLibrary MT Release --><ItemDefinitionGroup Condition="'$(PlatformToolset)' == 'v140' And '$(Platform)' == 'Win32' And '$(Linkage)' == 'StaticLibrary_MT' And $(Configuration.IndexOf('Release')) != -1 "><ClCompile><PreprocessorDefinitions>CURL_STATICLIB;%(PreprocessorDefinitions)</PreprocessorDefinitions></ClCompile><Link><AdditionalDependencies>vc140_x86_static_mt_release\libcurl.lib;%(AdditionalDependencies)</AdditionalDependencies></Link></ItemDefinitionGroup><!-- v140 Win32 DynamicLibrary MD Debug --><ItemDefinitionGroup Condition="'$(PlatformToolset)' == 'v140' And '$(Platform)' == 'Win32' And '$(Linkage)' == 'DynamicLibrary_MD' And $(Configuration.IndexOf('Debug')) != -1 "><ClCompile><PreprocessorDefinitions>%(PreprocessorDefinitions)</PreprocessorDefinitions></ClCompile><Link><AdditionalDependencies>vc140_x86_dynamic_md_debug\libcurld.lib;%(AdditionalDependencies)</AdditionalDependencies></Link></ItemDefinitionGroup><!-- v140 Win32 DynamicLibrary MD Release --><ItemDefinitionGroup Condition="'$(PlatformToolset)' == 'v140' And '$(Platform)' == 'Win32' And '$(Linkage)' == 'DynamicLibrary_MD' And $(Configuration.IndexOf('Release')) != -1 "><ClCompile><PreprocessorDefinitions>%(PreprocessorDefinitions)</PreprocessorDefinitions></ClCompile><Link><AdditionalDependencies>vc140_x86_dynamic_md_release\libcurl.lib;%(AdditionalDependencies)</AdditionalDependencies></Link></ItemDefinitionGroup><Target Name="curl_7_63_0_AfterBuild" AfterTargets="AfterBuild" /><Target Name="curl_7_63_0_afterbuild_cmd1"Condition="'$(PlatformToolset)' == 'v140' And '$(Platform)' == 'Win32' And '$(Linkage)' == 'DynamicLibrary_MD' And $(Configuration.IndexOf('Debug')) != -1"AfterTargets="curl_7_63_0_AfterBuild"><Copy SourceFiles="$(MSBuildThisFileDirectory)bin\vc140_x86_dynamic_md_debug\libcurld.dll" DestinationFiles="$(TargetDir)libcurld.dll" SkipUnchangedFiles="true" /></Target><Target Name="curl_7_63_0_afterbuild_cmd2"Condition="'$(PlatformToolset)' == 'v140' And '$(Platform)' == 'Win32' And '$(Linkage)' == 'DynamicLibrary_MD' And $(Configuration.IndexOf('Release')) != -1"AfterTargets="curl_7_63_0_AfterBuild"><Copy SourceFiles="$(MSBuildThisFileDirectory)bin\vc140_x86_dynamic_md_release\libcurl.dll" DestinationFiles="$(TargetDir)libcurl.dll" SkipUnchangedFiles="true" /></Target></Project>

二、NuGet安装依赖包

Visual Studio中已经集成了NuGet工具，可以在菜单“工具” --> “NuGet包管理器”中看到。经过实际使用发现，低版本的Visual Studio集成的NuGet存在部分Bug，可能会导致安装包时报错，建议使用Visual Studio 2017（当然，“平台工具集”仍然可以选择其他的版本，如Visual Studio 2015 (v140)等）。

具体使用方法如图，输入包名查找 --> 选中项目 -> 点击“安装”。如果包依赖其他包，NuGet会将依赖包一并安装。

三、制作NuGet包

可以先阅读官方文档：https://docs.microsoft.com/en-us/nuget/create-packages/native-packages来了解大概的结构，但由于官方文档讲解了不全面，建议下载ppx-1.0.0.1-jefferyjiang.1.0.0.5.nupkg，以其为模板来修改，将会事半功倍。

模板文件ppx_1.0.0.1下载下来之后重命名为.zip，然后解压，（ppx_1.0.0.1表示ppx库的1.0.0.1版本，命名无要求）。

首先，修改ppx_1.0.0.1.nuspec文件：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<package xmlns="http://schemas.microsoft.com/packaging/2013/01/nuspec.xsd"><metadata><id>ppx-1.0.0.1-jefferyjiang</id><version>1.0.0.1</version><title>ppx-1.0.0.1</title><authors>jefferyjiang</authors><owners>jefferyjiang</owners><requireLicenseAcceptance>false</requireLicenseAcceptance><description>Build parameter: vc140 - Win32 - StaticLibrary|DynamicLibrary - MT|MD - Debug|Release</description><summary></summary><copyright>Copyright (c) 2017, Jeffery Jiang</copyright><iconUrl>https://raw.githubusercontent.com/chinajeffery/NugetLibrary/master/tomato.png</iconUrl><tags>native, ppx, C++</tags><dependencies><group targetFramework="native0.0"><dependency id="curl-7.63.0-jefferyjiang" version="1.0.0.10" /></group></dependencies></metadata>
</package>

id为该包的唯一id，不能在NuGet仓库上传已经存在的id的包，为了避免重复，我一般会在后面加上特殊标识，类似jefferyjiang。version为该包的版本号，这个版本号和ppx库的版本号不同，通过包的id + version就可以在Nuget仓库精确定位该包。

然后，将头文件添加到include目录，静态库添加到lib目录，动态库添加到bin，当然，这个目录名称和文件类型的对应关系并没有强制要求，只要ppx-1.0.0.1-jefferyjiang.targets属性文件中的配置来正确即可。

default-propertiesui.xml文件中定义了一些用户可以进行配置的选项，比如使用该库的静态版还是动态版，MT版还是MD版等：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<ProjectSchemaDefinitions xmlns="clr-namespace:Microsoft.Build.Framework.XamlTypes;assembly=Microsoft.Build.Framework"><Rule Name="ProjectSettings_ppx_1_0_0_1" PageTemplate="tool" DisplayName="Nuget Library Settings" SwitchPrefix="/"><Rule.Categories><Category Name="ppx_1_0_0_1_cpp" DisplayName="ppx-1.0.0.1 Settings" /></Rule.Categories><Rule.DataSource><DataSource Persistence="ProjectFile" ItemType="" /></Rule.DataSource><EnumProperty Name="Linkage" DisplayName="Linkage" Description="How to link this library, static or dynamic, mt or md." Category="ppx_1_0_0_1_cpp" ><EnumValue Name="StaticLibrary_MT"  DisplayName="Static Library With MT" Description="Static Library"></EnumValue><EnumValue Name="DynamicLibrary_MD" DisplayName="Dynamic Library With MD" Description="Dynamic Library"></EnumValue></EnumProperty></Rule>
</ProjectSchemaDefinitions>

在成功安装该包以后，可以在项目属性中看到这些配置选项：

最后就是ppx-1.0.0.1-jefferyjiang.targets文件了，该文件名必须和包的id一样。该文件的配置语法并不难理解，唯一需要注意的是，在这个文件中可以使用default-propertiesui.xml文件中定义的变量，如：

'$(Linkage)' == 'DynamicLibrary_MD'

参考：
https://blog.nuget.org/20130426/native-support.html
https://docs.microsoft.com/en-us/nuget/create-packages/native-packages