CppCheck介绍与使用

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简述

Cppcheck 是一种 C/C++ 代码缺陷静态检查工具。不同于 C/C++ 编译器及很多其它分析工具，它不检查代码中的语法错误。Cppcheck 只检查编译器检查不出来的 bug 类型，其目的是检查代码中真正的错误（即：零误报）。

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介绍

支持的代码和平台：

• 可以检查非标准代码，包括不同的编译器扩展、内联汇编代码等。
• Cppcheck 应该被处理最新 C++ 标准的任何 C++ 编译器所编译。
• Cppcheck 应该在任何有足够 CPU 和内存的平台上工作。

要知道 Cppcheck 有限制，Cppcheck 很少在报告错误方面出错，但有很多 bug，它不能检测。

通过仔细测试软件，你会发现软件中有更多的 bug，而不是使用 Cppcheck。但 Cppcheck 仍可以检测到在测试和评估软件时错过的一些 bug。

开始使用

第一个测试程序

这里有一段简单的代码：

int main()
{
    char a[10];
    a[10] = 0;
    return 0;
}

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将代码保存进 file.c 文件中，执行：

cppcheck file.c

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注意：执行此命令前，需要将 cppcheck.exe 所在路径添加至环境变量 PATH 中。

这时，将会从 cppcheck 中输出：

Checking file.c …
[file.c:4]: (error) Array ‘a[10]’ accessed at index 10, which is out of bounds.

检查文件夹中的所有文件

通常一个项目会有许多源文件，如果需要同时检查，Cppcheck 可以检查文件夹中的所有文件：

cppcheck path

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如果 path 是一个文件夹，cppcheck 将递归检查这个文件夹中的所有源文件。

Checking path/file1.cpp…
1/2 files checked 50% done
Checking path/file2.cpp…
2/2 files checked 100% done

手动检查文件或使用项目文件

使用 Cppcheck 可以手动检查文件，通过指定文件/文件夹来检查和设置，或者可以使用一个工程文件（cmake/visual studio）。

使用项目文件更快，因为它只需要非常少的配置。

手动检查文件可以更好的控制分析。

不一定哪种方法会有最好的结果，建议尝试一下，可能会得到不同的结果，发现大多数 bug 需要使用这两种方法。

检查时排除某个文件或文件夹

排除一个文件或文件夹有两个选项，第一个选项是只提供你想检查的路径和文件：

cppcheck src/a src/b

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所有位于 src/a 和 src/b 下的文件都会被检查。

方式二：使用 -i 选项

这时，将会忽略指定的文件/文件夹，使用下面命令在 src/c 将不会被检查：

cppcheck -isrc/c src

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严重性

可能的严重性消息有：

• 错误
  当发现 bug 时使用

• 警告
  关于防御性编程，以防止 bug 的建议

• 风格警告
  风格有关问题的代码清理（未使用的函数、冗余代码、常量性等等）

• 可移植性警告
  可移植性警告。64 位的可移植性，代码可能在不同的编译器中运行结果不同。

• 性能警告
  建议使代码更快。这些建议只是基于常识，即使修复这些消息，也不确定会得到任何可测量的性能提升。

• 信息消息
  配置问题，建议在配置期间仅启用这些。

启用消息

默认情况下，只显示错误消息，可以通过 --enable 命令启用更多检查。

启用警告消息：

cppcheck --enable=warning file.c

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启用性能消息：

cppcheck --enable=performance file.c

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启用信息消息：

cppcheck --enable=information file.c

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由于历史原因 --enable=style 可以启用警告、性能、可移植性和样式信息。当使用旧 XML 格式时，这些都由 style 表示：

cppcheck --enable=style file.c

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启用警告和性能消息：

cppcheck --enable=warning,performance file.c

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启用 unusedFunction 检查。这不能通过 --enable=style 启用，因为不会在库中正常工作。

cppcheck --enable=unusedFunction file.c

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启用所有消息：

cppcheck --enable=all

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不确定消息

默认情况下，如果确定，Cppcheck 只显示错误消息。如果使用 --inconclusive，当分析不确定时，也会写错误消息。

cppcheck --inconclusive path

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这当然会导致错误的警告，即使在没有 bug 的情况下，也可能会报 bug。如果可以接受错误的警告，可以使用此命令。

保存结果到文件中

很多时候，会希望将结果保存在一个文件中，可以使用 shell 的管道重定向错误输出到一个文件：

cppcheck file.c 2> err.txt

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多线程检查

选项 -j 用于指定需要使用的线程数，例如，使用 4 个线程检查文件夹中的文件：

cppcheck -j 4 path

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注意：这将禁用 unusedFunction 检查。

平台

应该使用一个与你的目标匹配的平台配置。

默认情况下，如果代码在本地编译和执行，Cppcheck 会使用本地平台配置。

Cppcheck 具有用于 Unix 和 Windows 目标的内置配置，可以轻松地使用这些 --platform 命令行标志。

还可以在 XML 文件中创建自己的自定义平台配置。这里有一个例子：

<?xml version="1"?>
<platform>
  <char_bit>8</char_bit>
  <default-sign>signed</default-sign>
  <sizeof>
    <short>2</short>
    <int>4</int>
    <long>4</long>
    <long-long>8</long-long>
    <float>4</float>
    <double>8</double>
    <long-double>12</long-double>
    <pointer>4</pointer>
    <size_t>4</size_t>
    <wchar_t>2</wchar_t>
  </sizeof>
</platform>

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项目

当使用 CMake 或 Visual Studio 时，可以使用 --project 来分析项目。

它会给你快速和简单的结果，不需要做太多的配置。但很难说这是否将会给你最好的结果，建议试一试它，并尝试不使用 --project 分析源代码，看哪个选项更适合。

CMake

Cppcheck 可以理解编译数据库，可以用 CMake 生成这些。

例如：

$ cmake -DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS=ON

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文件 compile_commands.json 在当前文件夹中创建。

现在像这样运行 Cppcheck：

$ cppcheck --project=compile_commands.json

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Visual Studio

可以对单个项目文件（*.vcxproj）或整个解决方案（*.sln）运行 Cppcheck。

在整个解决方案上运行 cppcheck：

$ cppcheck --project=foobar.sln

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在单个项目文件上运行 cppcheck：

$ cppcheck --project=foobar.vcxproj

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注意：还有一个 Visual Studio 插件，允许在 Visual Studio 中运行 cppcheck。

预处理器设置

如果使用 --project，那么 Cppcheck 将使用项目文件中的预处理器设置。

否则，可能需要配置包含路径，定义等。

定义

这有一个文件，有两个配置（定义和没定义 A）：

#ifdef A
    x = y;
#else
    x = z;
#endif

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默认情况下，Cppcheck 将检查所有预处理器配置（除了那些具有 #error 的配置），所以上述代码将被分析在当 A 定义和不定义的情况下。

可以使用 -D 更改。当使用 -D 时，cppcheck 将默认只检查给定的配置，不会检查其它，这就是编译器的工作原理。但是可以使用 --force 或 --max-configs 来覆盖配置数量。

检查所有配置：

cppcheck file.c

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只检查配置 A：

cppcheck -DA file.c

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当定义宏 A 时，检查所有配置：

cppcheck -DA --force file.c

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另一个有用的标志可能是 -U，它未定义符号。 用法示例：

cppcheck -UX file.c

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这意味着 X 没有定义，Cppcheck 不会检查当定义 X 时会发生什么。

XML 输出

Cppcheck 可以生成 XML 格式的输出。有一个旧的 XML 格式（version 1）和一个新的 XML 格式（version 2）。如果可以，请使用新版本。

旧版本保持向后兼容性。它不会改变，但有一天可能会被删除。使用 --xml 支持这种格式。

新版本修复一些旧格式的问题。新格式可能会在 cppcheck 的未来版本中更新，并带有新的属性和元素。用于检查文件并以新的 XML 格式输出错误的示例命令：

cppcheck --xml-version=2 file.cpp

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这是一个 version 2 示例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<results version="2">
  <cppcheck version="1.66">
  <errors>
    <error id="someError" severity="error" msg="short error text"
           verbose="long error text" inconclusive="true" cwe="312">
      <location file0="file.c" file="file.h" line="1"/>
    </error>
  </errors>
</results>

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<error> 元素

每个错误都在 <error> 元素中，属性：

• id
  错误的 id，这些都是有效的符号名称。

• severity
  error、warning、style、performance、portability、information 中的任何一个。

• msg
  短格式的错误消息

• verbose
  长格式的错误消息

• inconclusive
  此属性仅在消息不确定时使用

• cwe
  消息的 CWE ID，此属性仅在消息的 CWE ID 已知时使用。

<location> 元素

<location> 元素列出所有错误相关位置，首先列出主要位置。

属性：

• file
  文件名，相对路径和绝对路径都是可能的。

• file0
  源文件的名称（可选）

• line
  一个数字

• msg
  此属性尚不存在，但将来可以为每个位置添加一条短消息。

格式化输出

如果想重新格式化输出，使它看起来不同，可以使用模板。

要获得 Visual Studio 兼容的输出，可以使用 --template=vs：

cppcheck --template=vs gui/test.cpp

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输出将如下所示：

Checking gui/test.cpp…
gui/test.cpp(31): error: Memory leak: b
gui/test.cpp(16): error: Mismatching allocation and deallocation: k

要获得 gcc 兼容的输出，可以使用 --template=gcc：

cppcheck --template=gcc gui/test.cpp

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输出将如下所示：

Checking gui/test.cpp…
gui/test.cpp:31: error: Memory leak: b
gui/test.cpp:16: error: Mismatching allocation and deallocation: k

可以编写自己的模式（例如，逗号分隔格式）：

cppcheck --template="{file},{line},{severity},{id},{message}" gui/test.cpp

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输出将如下所示：

Checking gui/test.cpp…
gui/test.cpp,31,error,memleak,Memory leak: b
gui/test.cpp,16,error,mismatchAllocDealloc,Mismatching allocation and deallocation: k

支持以下格式说明符：

• callstack
  调用栈 - 如果可用

• file
  文件名

• id
  消息 id

• line
  行号

• message
  详细的消息文本

• severity
  一个消息的类型/等级

支持转义序列： \b（退格）、\n（换行）、\r（换页）、\t（水平制表符）