Installer et utiliser Boost/Boost.TR1 avec Visual C++

Boost est un vaste ensemble de bibliothèques C++ dont la plupart peuvent être utilisées directement sans avoir à être compilées. Il suffit de les ajouter à l'INCLUDE_PATH du compilateur pour pouvoir s'en servir. Cependant, quelques-unes des bibliothèques proposées nécessitent de l'être. Citons :

• date_time ;
• filesystem ;
• graph ;
• iostreams ;
• program_options ;
• python ;
• regex ;
• serialization ;
• signals ;
• test ;
• thread.

La compilation de Boost s'effectue en ligne de commande au moyen d'un outil spécifique (Boost.Jam). Voilà de quoi effrayer ou désarmer un débutant peu habitué au maniement de la console sous Windows, ou même un programmeur expérimenté s'il est un peu paresseux :-)

Par chance, la société Boost Consulting met gracieusement à notre disposition un installeur pour Visual C++ 2003 (7.1) et Visual C++ 2005 (8). Ce dernier va télécharger une version déjà compilée des bibliothèques concernées vous épargnant ainsi de devoir les compiler vous même. Il ne reste plus ensuite qu'à configurer l'IDE de Visual C++ pour pouvoir les utiliser. C'est ce que nous allons voir dans cet article.

I-A. Présentation de Boost.TR1▲

#include <tr1/memory> // Boost.TR1
int main()
{
    std::tr1::shared_ptr<int> p1( new int );
    boost::shared_ptr<int> p2( new int ); // OK!
}

#include <boost/shared_ptr.hpp>
namespace std
{
    namespace tr1
    {
        using ::boost::shared_ptr;
    }
}

Tout d'abord, il convient de récupérer l'installeur développé par Boost Consulting. Celui-ci se trouve ici : Downloading and Installing the Boost Libraries. À l'heure où j'écris ce tutoriel, le dernier installeur proposé concerne la version 1.34.0 de Boost.

Après avoir accepté les licences de l'installeur et de Boost, choisissez le serveur le plus proche de chez vous afin de bénéficier d'un débit de téléchargement correct (il y a de grosses différences!). L'installeur vous demande ensuite de sélectionner les versions des bibliothèques à télécharger par défaut :

La signification de chaque option est la suivante :

• Multithreaded Debug, DLL : DLL Debug (/MDd) - Utilisé en Debug si BOOST_DYN_LINK est défini ;
• Multithreaded DLL : DLL Release (/MD) - Utilisé en Release si BOOST_DYN_LINK est défini ;
• Multithreaded : LIB statique Release (/MD) - Utilisé par défaut en Release ;
• Multithreaded Debug : LIB statique Debug (/MDd) - Utilisé par défaut en Debug ;
• Multithreaded, static runtime : LIB statique Release, CRT statique (/MT) - Recommandé en Release ;
• Multithreaded Debug, static runtime : LIB statique Debug, CRT statique (/MTd) ;
• Single thread, static runtime : LIB statique Release, CRT static singlethread (/ML), VC++ 7.1 seulement ;
• Single thread Debug, static runtime : LIB statique Debug, CRT static singlethread (/MLd), VC++ 7.1 seulement.

Notez que depuis VC++ 8, il n'y a plus de distinction monothread / multithread : la CRT est obligatoirement multithread. Les deux dernières options ne concernent donc que Visual C++ 7.1 (voir VC++ 7.1 C Run-Time Libraries pour plus de détails).

Par défaut, les projets VC++ sont compilés en /MD[d] (CRT liée dynamiquement), et c'est donc la 3° et la 4° version qui sont respectivement utilisées si vous ne changez rien à vos options de compilation.

Si vous définissez BOOST_DYN_LINK, ce seront alors la 1° et la 2° version qui seront utilisées. Vous aurez besoin de ces versions si vous voulez utiliser Boost sous forme de DLL.

Si vous compilez en /MT[d] afin d'utiliser la version statique de la CRT, alors ce seront la 5° et la 6° version qui seront utilisées.

Notez qu'il n'existe volontairement pas de version combinant /MT[d] et BOOST_DYN_LINK (utilisation des bibliothèques Boost sous forme de dll, mais avec la CRT en version statique). Pour plus de détails sur tout ceci, reportez-vous au chapitre dédié en fin d'article.

Une fois votre choix effectué, vous pouvez ajuster cette configuration par défaut au niveau de chaque bibliothèque :

Une fois cette étape achevée, l'installeur vous demande où stocker les fichiers, puis effectue le téléchargement d'archives .zip qu'il décompresse ensuite dans le répertoire d'installation spécifié :

Vous devriez avoir finalement dans le répertoire d'installation :

• un répertoire boost/ contenant les fichiers d'en-têtes des bibliothèques téléchargées ;
• un répertoire lib/ contenant les fichiers .lib des bibliothèques compilées ainsi que leurs dll associées, s'il y en a ;
• éventuellement d'autres répertoires en fonction des options cochées, comme le répertoire doc/ qui contient la documentation HTML de Boost (la même que celle qui est en ligne).

En suivant les instructions précédentes, vous avez donc installé Boost ainsi que Boost.TR1. Mais Visual C++ n'en sait encore rien. Si vous tentez de compiler un programme les utilisant, l'opération échouera, car Visual C++ ne trouvera pas les fichiers d'en-tête spécifiés. Nous allons donc configurer l'IDE pour qu'il sache où le trouver.

Dans le menu Outils->Options…, activez l'item Projets et solutions->Répertoires de VC++. Dans la boîte déroulante Afficher les répertoires pour :, choisissez Fichiers Include :

C'est ici que l'on peut configurer l'INCLUDE_PATH du compilateur (lorsqu'il est utilisé depuis l'IDE). Rajoutez donc le répertoire racine d'installation (C:\Program Files\boost\boost_1_34_0 par défaut) et surtout pas C:\Program Files\boost\boost_1_34_0\boost, car le préfixe boost/ est manuellement ajouté par le programmeur au niveau de la clause #include (par exemple, #include <boost/shared_ptr.hpp>). Pour pouvoir utiliser Boost.TR1, ajoutez aussi le sous-répertoire boost/tr1 (C:\Program Files\boost\boost_1_34_0\boost\tr1 par défaut).

Puis répétez l'opération avec le répertoire C:\Program Files\boost\boost_1_34_0\lib au niveau de la liste des Fichiers bibliothèques :

Visual C++ est maintenant configuré pour pouvoir utiliser Boost et Boost.TR1 (si les répertoires renseignés sont corrects bien sûr).

Visual C++ sait maintenant où trouver les fichiers d'en-tête et de liaison de Boost, et peut donc compiler des programmes qui s'en servent. Cependant, en fonction des options de compilation, ces programmes risquent de faire appel aux dll contenues dans le répertoire lib. Et cette fois-ci, c'est Windows qui émettra une erreur au moment de l'exécution, car il ne sait pas que ce répertoire contient les dll en question. Il faut donc le lui dire à lui aussi, en renseignant ce répertoire dans le PATH.

Pour cela, allez dans les propriétés du Poste de travail (Touche Windows + Pause), cliquez sur l'onglet Avancé puis Variables d'environnement :

Une fenêtre s'ouvre, vous donnant accès aux variables d'environnement locales à votre session et globales au système :

La variable PATH est à la base une variable système. Sur l'image ci-dessus, il est interdit de la modifier, car je ne travaille pas en tant qu'administrateur. Je crée donc une variable locale PATH, qui sera automatiquement ajoutée au contenu de la variable système du même nom :

Il suffit d'ajouter l'emplacement des dll Boost à cette variable (C:\Program Files\boost\boost_1_34_0\lib dans mon cas) pour que Windows prenne désormais en compte ce répertoire lors de la recherche de dll (entre autres), et puisse donc trouver les dll Boost.

Si vous êtes administrateur et que vous souhaitez modifier de manière globale (pour tous les utilisateurs) la variable PATH, vous pouvez modifier la variable système existante en ajoutant le répertoire <Boost>/lib à la suite de ceux déjà présents en le séparant d'un point-virgule ';'.

Nous allons maintenant vérifier que tout est bien configuré en compilant un exemple utilisant boost::regex pour tester la validité d'une adresse mail. En réalité, nous allons utiliser std::tr1::regex grâce à Boost.TR1. Voici le code source, disponible en téléchargement en fin d'article :

#include <iostream>
#include <string>
//#define BOOST_DYN_LINK                // pour utiliser Boost sous forme de dll
#define BOOST_LIB_DIAGNOSTIC    // pour afficher le nom du fichier lib utilisé
#include <tr1/regex>
bool is_valid_email( const std::string & Str )
{
        static std::tr1::regex email_pattern( "(\\w[-._\\w]*\\w@\\w[-._\\w]*\\w\\.\\w{2,3})" );

        return std::tr1::regex_match( Str, email_pattern );
}

void test( const std::string & Str )
{
        std::cout << "Test de '" << Str << "' : ";
        std::cout << ( is_valid_email( Str ) ?
                "ok\n" :
                "erreur\n" );
}

int main()
{
        using namespace std;

        test( "contact@site-web.com" );
        test( "test-mail100@site.web.fr" );
        test( "mail@site.fr.nospam" );

        cout << "Entrez une adresse mail : ";
        string str;
        if ( cin >> str )
        {
                test( str );
        }
}

Ce code devrait compiler et linker sans problème si tout est bien configuré. Si vous obtenez une erreur du type :

fatal error C1083: Impossible d'ouvrir le fichier include : 'tr1/regex' : No such file or directory

C'est que vous avez mal configuré l'INCLUDE_PATH, et si vous obtenez l'erreur :

LINK : fatal error LNK1104: impossible d'ouvrir le fichier 'boost_regex-vc80-mt-gd-1_34.lib'

C'est que vous avez mal configuré le LIB_PATH, ou alors que vous n'avez pas téléchargé la version DLL de la bibliothèque que vous essayez d'utiliser.

Vous noterez à ce propos qu'un fichier .lib a été automatiquement ajouté à la liste des bibliothèques de liaisons par Boost (boost_regex-vc80-mt-gd-1_34.lib) via un #pragma spécifique à VC++ (voir le fichier boost/config/auto_link.hpp). La définition de BOOST_LIB_DIAGNOSTIC permet d'être informé de la bibliothèque utilisée pour l'édition de liens.
Pour plus d'information sur cette macro ainsi que sur BOOST_DYN_LINK, consultez la documentation de Boost à leur sujet : Boost Configuration Reference : Macros for libraries with separate source code.

Par défaut, en Debug comme en Release, le fichier .lib utilisé correspond à la version statique de la bibliothèque. Pour utiliser la version dynamique (c.-à-d. utiliser Boost.Regex sous forme de DLL), il convient de définir BOOST_DYN_LINK (ou BOOST_REGEX_DYN_LINK qui est spécifique à Boost.Regex) avant d'inclure boost/regex.hpp (via tr1/regex). En faisant cela, votre programme va être lié à une dll de Boost et vous pouvez donc vérifier que le PATH a été correctement configuré en exécutant le programme avec succès. Si Windows vous gratifie d'une erreur de ce style :

C'est que la variable PATH est mal configurée.

Le but de ce tutoriel n'est pas de présenter en détail le principe de la CRT. Sachez juste que tout programme C/C++ (exe, dll…) compilé avec VC++ est lié à une bibliothèque que l'on appelle généralement CRT (C/C++ RunTime). Cette bibliothèque contient le code de la bibliothèque standard du C et du C++ (gestion de la mémoire, manipulation des fichiers, etc.). Elle existe en plusieurs versions : Debug et Release bien sûr, mais aussi sous forme de bibliothèque statique (.lib) ou dynamique (.dll). Nous avons donc 4 combinaisons possibles, identifiées par quatre options de compilations :

• /MD : CRT Release sous forme de dll (msvcp80.dll, msvcr80.dll) ;
• /MDd : CRT Debug sous forme de dll (msvcp80d.dll, msvcr80d.dll) ;
• /MT : CRT Release sous forme de lib static ;
• /MTd : CRT Debug sous forme de lib static.

Pour plus d'informations, reportez-vous à la documentation de Visual C++ (/MD, /MT, /LD (Use Run-Time Library)).

Cette notion de CRT a son importance, car dans un programme, à moins de chercher les ennuis, il convient de faire en sorte que l'ensemble des modules compilés utilisent la même et unique CRT. Par module, comprenez un exe ou une dll. Dans notre cas, cela veut dire que si vous utilisez Boost sous forme de dll, vous devez veiller à compiler votre exécutable (ou votre module) avec la même option que la dll Boost utilisée. Et pour des raisons que je ne détaillerai pas ici, les dll Boost sont compilées pour utiliser dynamiquement la CRT, c.a.d avec l'option /MDd en Debug et /MD en Release.

Si vous n'avez pas tout suivi, retenez juste que si vous utilisez Boost sous forme de dll, il convient de compiler votre programme avec l'option /MDd en Debug, et /MD en Release. D'ailleurs, si vous ne le faites pas, Boost vous rappellera à l'ordre en faisant échouer la compilation :

fatal error C1189: #error :  "Mixing a dll boost library with a static runtime is a really bad idea..."

Si vous rencontrez cette erreur, ajustez les options de votre projet pour compiler en /MD[d] (la procédure est détaillée en fin de ce chapitre).

Au niveau du résultat final, la principale différence entre /MD[d] et /MT[d] est que dans le premier cas l'exécutable obtenu est plus petit, mais dépendant de la CRT sous forme de deux dll, alors que dans le second le programme est plus gros, mais autonome. Le problème de la dépendance aux deux dll de la CRT est que depuis VC++ 8, ces dernières ne peuvent plus être simplement redistribuées aux côtés de votre exécutable et nécessitent d'être installées de manière spécifique sur le système.

Sachez aussi qu'indépendamment du fait que vous utilisiez Boost ou non, la configuration par défaut des projets Release de VC++ est /MD, c'est-à-dire d'utiliser la version dynamique de la CRT (dll). Si vous avez suivi, cela veut dire que votre exécutable compilé en Release ne peut pas être déployé simplement (nécessité d'installer la CRT sur les postes cibles).

Dans les Propriétés de configuration->C/C++->Génération de code->Biblitohèque runtime, modifier la valeur par défaut DLL multithread (/MD) en Multithread (/MT) comme sur l'image ci-dessus.

Recompilez le projet, vous devriez obtenir un exécutable qui ne dépend d'aucune dll liée à Boost ou VC++, ce qui le rend facilement redistribuable (vous pouvez vous en assurer au moyen de l'utilitaire Dependency Walker).

Vous pouvez télécharger le projet d'exemple avec un exécutable compilé en Release /MT ici : test_regex.zip (miroir).

J'espère qu'à l'issue de ce tutoriel vous serez parvenu à installer et utiliser avec succès la bibliothèque Boost avec Visual C++. N'hésitez pas à me contacter ou à laisser un commentaire au sujet de cet article. Merci pour votre lecture.