Visual Studio 2008编译机器学习算法库Shark

    Shark是一个快速、模块化、功能丰富且开源的C++机器学习库。它实现了线性和非线性优化、基于核函数的学习算法、神经网络等多种机器学习算法。Shark依赖于CMake和Boost，与Windows、Solaris、MacOS X和Linux兼容。当前最新的官方版本为Shark 3.0，可以从该项目的SVN上获取源码（点击打开链接）

    本文描述了Windows 7（64位）上基于Visual Studio 2008编译Shark 3.0源码并安装的完整过程，同时对安装过程中产生的问题进行说明。该过程依赖于CMake 3.2.1（点击打开链接）和Boost
1.57.0（点击打开链接）。

    首先利用Visual Studio 2008中编译安装Boost。打开Visual Studio Tools目录下的Visual Studio 2008 Command Prompt，进入Boost所在目录（这里为D:\code\boost_1_57_0），输入以下命令：

bootstrap --prefix="C:\Program Files\boost_1_57_0"

    运行结果如下图所示：



      booststrap会在当前目录中生成b2.exe和bjam.exe，如下图所示。b2是整个Boost.Build构建系统的引擎，在Boost的早期版本中，该功能由bjam实现；从Boost 1.47.0开始，官方将bjam改名为b2，考虑到兼容问题，仍然保留了bjam。



    在当前目录中执行以下命令：

b2 --build-type=complete --toolset=msvc-9.0 --layout=versioned --prefix="C:\Program Files\boost_1_57_0" --without-mpi install

    其中，参数“--build-type=complete”使得Boost.Build建立库所支持的所有版本；“--toolset=msvc-9.0”表示用于编译Boost的工具集是msvc 9.0工具集，该工具集对应于Visual Studio 2008。“--layout=versioned”表示Boost.Build生成的库文件名应当包含Boost版本号，编译器名称及版本号，以及一些其他的构建属性；“--prefix=C:\Program
Files\boost_1_57_0”指定了Boost头文件及生成库的存放目录；“--without-mpi”要求Boost.Build不构建MPI库（Message Passing Interface，一种用于在高性能并行计算中进行消息传递的库。在某些版本的Boost中，生成MPI库可能会出现“dumplicate name”错误）。上述过程完成后（大约30分钟，具体时间因机器而异），将在指定目录（此处为C:\Program Files\boost_1_57_0）中生成include和lib两个目录，至此完成boost的编译和构建，接下来的过程为Shark的编译和构建。

    然后打开CMake，将源码目录和构建目录均设为Shark根目录（此处为D:\code\Shark），如下图所示：



    点击“Add Entry”为CMake设置缓存条目（也可以用命令行方式进行，具体可参考CMake官方文档）。首先添加BOOL型参数Boost_NO_SYSTEM_PATHS，如下图所示（注意勾选Value复选框，表示将此BOOL值设置为真）：



    然后添加Path型参数BOOST_ROOT，该参数用于指定Boost库所在目录（此处为C:\Program Files\boost_1_57_0），如下图所示：



    完成参数设置后，点击“Configure”按钮，选择构造器“Visual Studio 9 2008”，如下图所示：



    完成上述配置后，Configure过程开始，该过程生成一系列configure文件。运行成功后再点击“Generate”按钮，生成相应的Visual Studio工程文件（.vcproj）和解决方案文件（.sln）。



    执行Generate后，在Shark根目录下生成shark.sln文件，用Visual Studio 2008打开可以看到所有的240个工程，如下图所示：



    修改include/shark/Algorithms/Trainers/RFTrainer.h文件，添加如下代码：

#include <set>

    分别在debug和release模式下构建整个shark解决方案，忽略所有警告，即可得到相应的库文件。

    在编译安装Shark的过程中可能遇到的一些错误：

    1. 用CMake进行Configure的过程中，出现如下错误信息：

CMake Error at C:/Program Files (x86)/CMake/share/cmake-3.2/Modules/FindBoost.cmake:1182 (message):
Unable to find the requested Boost libraries.

Boost version: 1.57.0

Boost include path: C:/Program Files/boost_1_57_0/include/boost-1_57

Could not find the following static Boost libraries:

boost_system
boost_date_time
boost_filesystem
boost_program_options
boost_serialization
boost_thread
boost_unit_test_framework

No Boost libraries were found.  You may need to set BOOST_LIBRARYDIR to the
directory containing Boost libraries or BOOST_ROOT to the location of
Boost.
Call Stack (most recent call first):
CMakeLists.txt:168 (FIND_PACKAGE)

    可能原因：BOOST_ROOT设置错误，导致CMake无法找到Boost安装目录；执行b2时，工具集未选择或选择错误，导致生成的Boost库文件名称未包含或错误地包含了编译器名称和版本信息。

    2. 编译链接shark.sln过程中，出现如下编译错误：

Shark\include\shark/Algorithms/Trainers/RFTrainer.h(168) : error C2976: 'std::set' : too few template arguments

    可能原因：RFTrainer.h文件未包含set头文件。

    3. 编译链接shark.sln过程中，出现如下（或类似）链接错误：

LINK : fatal error LNK1104: cannot open file 'libboost_serialization-vc90-mt-gd-1_57.lib'

    可能原因：BOOST_ROOT设置错误，导致CMake无法找到Boost安装目录；执行b2时，layout参数未设置为versioned，导致生成的Boost库文件名称未包含编译器名称和版本信息。

    4. 部分工程出现如下（或类似）编译错误：

Shark\include\shark/Models/Kernels/MultiTaskKernel.h(100) : error C2529: 'abstract declarator' : reference to reference is illegal

    可能原因：引用之引用非法。Shark 3.0中大量使用C++模板技术，时常出现双重引用的情况。可能的解决方案是利用Boost提供的Call Trait机制，将模板类中某些成员函数的参数替换为call_traits中的等价表达式，或更换至更新版本的编译器。