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# C/C++の開発環境
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- [C/C++の開発環境](#ccの開発環境)
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- [Linter](#linter)
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- [導入方法](#導入方法)
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- [Dockerを活用する](#dockerを活用する)
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- [Linterの使い方](#linterの使い方)
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- [clang-tidy の使い方(C++向け)](#clang-tidy-の使い方c向け)
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- [ccppcheck の使い方（C / C++ 両対応）](#ccppcheck-の使い方c--c-両対応)
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- [テスト](#テスト)
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- [テスト環境を構築する](#テスト環境を構築する)
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- [Doc(ドキュメンテーション)](#docドキュメンテーション)
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- [環境構築](#環境構築)
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- [Dockerを活用する](#dockerを活用する-1)
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- [doxygen 使い方](#doxygen-使い方)
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- [CI / CDによる実行](#ci--cdによる実行)
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- [Doxyfileの設定](#doxyfileの設定)
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- [Docコメントの書き方](#docコメントの書き方)
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## Linter
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ライブラリの候補
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* **clang-tidy**
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* 精度はかなり高い
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* C++向け(Cはカバー範囲が狭い)
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* **cppcheck**
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* C/C++ 両方対応・軽量
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* 導入が簡単にできる
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### 導入方法
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**Macの場合**
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```sh
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brew install cppcheck llvm
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# パスの追加が必要
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export PATH="/opt/homebrew/opt/llvm/bin:$PATH"
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clang-tidy --version
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cppcheck --version
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```
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* llvm: clang-tidy は llvm に含まれています
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**Linux(Ubuntu)の場合**
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```sh
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sudo apt install cppcheck clang-tidy
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clang-tidy --version
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cppcheck --version
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```
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#### Dockerを活用する
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[Dockerfileはこちら](../Dockerfile.devtools)
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Dockerイメージをビルドする
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```sh
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docker build -f Dockerfile.devtools -t c-dev-tools .
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```
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```sh
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# docker run --rm -v "$(pwd)":/work -w /work c-dev-tools <コマンド>
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```
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### Linterの使い方
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#### clang-tidy の使い方(C++向け)
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**単一ファイルをチェックする例**
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```sh
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clang-tidy src/cpp/hello.cpp -- -Iinclude -std=c++17
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# Docker
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docker run --rm -v "$(pwd)":/work -w /work clang-tidy src/cpp/hello.cpp -- -Iinclude -std=c++17
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```
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* `--`以降がコンパイラフラグ(g++に渡すものと同じ)
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* -Iinclude : ヘッダファイルのパス
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* -std=c++17 : 使用している C++ のバージョン
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**チェック内容を絞る使い方**
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```sh
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clang-tidy src/cpp/hello.cpp \
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-checks='modernize-*,bugprone-*,readability-*' \
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-- -Iinclude -std=c++17
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```
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よく使うチェックカテゴリ：
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* bugprone-* : バグにつながるコード
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* modernize-* : モダンC++スタイルへの改善提案
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* readability-* : 可読性の改善
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**プロジェクト全体**
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CMake + compile_commands.jsonがある場合に以下の内容でできます
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(clang-tidy は「コンパイル情報」がないと正しく解析できない)
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compile_commands.jsonについては別途解説します。
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```sh
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mkdir -p build
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cd build
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cmake -DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS=ON ..
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# プロジェクト全体に対して実行
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run-clang-tidy -p build
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```
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#### ccppcheck の使い方（C / C++ 両対応）
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cppcheckはコンパイル不要で実行できる静的解析ツールです。
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CでもC++でも同じコマンドで使えます。
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**基本的な使い方**
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```sh
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cppcheck src/
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# Docker
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docker run --rm -v "$(pwd)":/work -w /work c-dev-tools cppcheck src/
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```
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**チェックレベルを広げる（おすすめ）**
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```sh
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cppcheck --enable=warning,style,performance,portability src/
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# Docker
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docker run --rm -v "$(pwd)":/work -w /work c-dev-tools \
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cppcheck --enable=warning,style,performance,portability src/
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```
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* warning : 危険なコードやバグの可能性
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* style : コーディングスタイル上の問題
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* performance : 非効率なコード
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* portability : 環境依存のコード
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## テスト
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テストフレームワークの選定
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* **C**
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* Unity:
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* 最軽量・C専用
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* C言語の組込み開発でもよく使われる
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* シングルヘッダに近い軽量テストツール
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* doctest / googletest の C版のような位置付け
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* CMocka: Unity より“しっかりしたテスト”をしたいときに最適
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* Criterion: C言語でも“近代的なテスト開発”をしたい場合に良い
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* **C++**
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* GoogleTest:
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* C++テストで最も使われる
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* 機能が豊富：モック、パラメトリック、DeathTestなど
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* Catch2: シンプルで読みやすいテストを作りたい人向け
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* doctest: 個人開発や高速実行が必要なプロジェクトに最適
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### テスト環境を構築する
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* Unity(C言語の軽量テストフレームワーク)はパッケージとして提供されていません。https://github.com/ThrowTheSwitch/Unityから必要なファイルをダウンロードして使う
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```sh
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# unity.c,unity.h,unity_internals.h
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git clone https://github.com/ThrowTheSwitch/Unity /opt/unity
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```
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* Alpine(musl libc)ではGTestのABIが合わず、gtest が正常にビルドできないケースが多い
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* doctestとCatch2は普通にビルドで使えます
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[Dockerfileはこちら](../Dockerfile.testtools)
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テスト用のDockerイメージをビルドする
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```sh
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docker build -f Dockerfile.testtools -t c-test-tools .
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```
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## Doc(ドキュメンテーション)
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C / C++ の自動ドキュメンテーションをしたい場合、
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Doxygen(＋Graphviz)が圧倒的スタンダードで、最もおすすめです。
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* C / C++ / Java / Python などメジャー言語に対応
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* コメントを解析して HTML / PDF / Markdown などへ出力
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* 関数・構造体・クラスの関係図（UML・依存グラフ）を自動生成
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* C++ テンプレートや名前空間にも対応
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* Graphvizを入れれば図が自動で描かれる
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### 環境構築
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**Macの場合**
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```sh
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brew install doxygen graphviz
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```
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**Linux(Ubuntu)の場合**
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```sh
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sudo apt install doxygen graphviz
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```
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#### Dockerを活用する
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[Dockerfileはこちら](../Dockerfile.devtools)
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Dockerイメージをビルドする
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```sh
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docker build -f Dockerfile.devtools -t c-dev-tools .
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```
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Linuxでコマンドを実行する
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```sh
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mkdir -p docs
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# docker run --rm -v "$(pwd)":/work -w /work/docs c-dev-tools <コマンド>
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# 初期化コマンド
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docker run --rm -v "$(pwd)":/work -w /work/docs c-dev-tools doxygen -g
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# ドキュメントを生成する
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docker run --rm -v "$(pwd)":/work -w /work/docs c-dev-tools doxygen Doxyfile
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```
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### doxygen 使い方
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**設定ファイルを生成**
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```sh
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doxygen -g
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```
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Doxyfileが作成される
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**ドキュメント生成**
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```sh
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doxygen Doxyfile
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```
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* html/ に HTML ドキュメント
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* latex/ に PDF 用のファイルが出力される(必要なら make)
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### CI / CDによる実行
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**Git Actionsで生成の場合**
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```yaml
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- name: Generate Doxygen docs
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run: doxygen docs/Doxyfile
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- name: Deploy to GitHub Pages
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uses: peaceiris/actions-gh-pages@v3
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with:
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github_token: ${{ secrets.GITHUB_TOKEN }}
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publish_dir: ./docs/html
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```
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### Doxyfileの設定
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`docs/Doxyfile`を設定する
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* `PROJECT_NAME`を実際のプロジェクト名に変更する
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```sh
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# ドキュメント化したいディレクトリ
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INPUT = ../src ../include
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# INPUT 内を再帰的に探索
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RECURSIVE = YES
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# C向け出力最適化
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OPTIMIZE_OUTPUT_FOR_C = YES
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# 全シンボル抽出
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EXTRACT_ALL = YES
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```
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図形の設定(クラス図などの生成)
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```sh
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# クラス図の生成を有効にする
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HAVE_DOT = YES
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CLASS_DIAGRAMS = YES
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# コールグラフと呼び出しグラフを有効にする
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||
CALL_GRAPH = YES
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||
CALLER_GRAPH = YES
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||
# グラフとダイアグラムのサポートを有効にする
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||
DOT_GRAPH = YES
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||
DOT_CLEANUP = YES
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||
# 詳細なクラス図を生成する
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||
UML_LOOK = YES
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```
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### Docコメントの書き方
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C言語の場合
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```c
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/**
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||
* @brief 二数の最大値を返す関数
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||
* @param a 整数
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||
* @param b 整数
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* @return 最大値
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*/
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||
int max(int a, int b);
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||
```
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||
|
||
C++言語の場合
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||
|
||
```c
|
||
/**
|
||
* @class User
|
||
* @brief ユーザー情報を扱うクラス
|
||
*/
|
||
class User {
|
||
public:
|
||
/**
|
||
* @brief コンストラクタ
|
||
*/
|
||
User(std::string name, int age);
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 名前を取得する
|
||
*/
|
||
std::string getName() const;
|
||
``` |