libVLC 提取视频帧使用OpenGL渲染

在上一节中，我们讲解了如何使用QWidget渲染每一帧视频数据。

由于我们不停的生成的是QImage对象，因此对 CPU 负荷较高。其实在绘制这块我们可以使用 OpenGL去绘制，利用 GPU 减轻 CPU 计算负荷，本节讲解使用OpenGL来绘制每一帧视频数据。

libVLC 提取视频帧使用QWidget渲染-CSDN博客

以下是操作流程：

1.初始化 libVLC 实例。

vlc_base = libvlc_new(0, NULL);

2.创建一个媒体播放器。

    vlc_media = libvlc_media_new_path(vlc_base, filename.toUtf8().data());if (!vlc_media) {return;}// 创建libvlc实例和媒体播放器vlc_mediaPlayer = libvlc_media_player_new_from_media(vlc_media);if (!vlc_mediaPlayer) {return;}

3.设置视频回调。

    libvlc_video_set_format_callbacks(vlc_mediaPlayer, setup, NULL);// 设置自定义视频输出libvlc_video_set_callbacks(vlc_mediaPlayer, lock, unlock, display, NULL);

4.提取视频帧数据，回调给OpenGL显示。

static void unlock(void *opaque, void *picture, void *const *planes) {// 这里可以释放视频帧的锁uint8_t *buffer = (uint8_t *)*planes; //planes即为帧数据//QImage image((unsigned char*)buffer, g_frame->width, g_frame->height, QImage::Format_ARGB32);m_this->m_videoFunc(buffer);g_frame->mutex.unlock();
}

声明了两个OpenGL接口回调。

//视频每一帧数据回调
typedef std::function<void(uint8_t*)> VideoDataFunc;
//视频宽、高。回调
typedef std::function<void(int, int)> VideoInfoFunc;

设置回调。

	//视频数据m_videoFunc = std::bind(&WOpenGLWidget::slotReceiveVideoData, ui.openGLWidget,std::placeholders::_1);//视频信息m_videoInfoFunc = std::bind(&WOpenGLWidget::slotOpenVideo, ui.openGLWidget,std::placeholders::_1, std::placeholders::_2);

使用回调。

static void unlock(void *opaque, void *picture, void *const *planes) {// 这里可以释放视频帧的锁uint8_t *buffer = (uint8_t *)*planes; //planes即为帧数据//QImage image((unsigned char*)buffer, g_frame->width, g_frame->height, QImage::Format_ARGB32);m_this->m_videoFunc(buffer);g_frame->mutex.unlock();
}static unsigned setup(void **opaque, char *chroma,unsigned *width, unsigned *height,unsigned *pitches,unsigned *lines)
{qDebug() << "chroma:" << QString(chroma) << "width:" << *width << ", height:" << *height;/* 开辟存放图像数据的内存块 */if (g_frame){if (g_frame->pixels){delete[] g_frame->pixels;g_frame->pixels = NULL;}delete g_frame;g_frame = NULL;}int w = *width;int h = *height;g_frame = new Frame;g_frame->pixels = new uchar[w * h * 4]; // 申请大小也为4通道的像素memset(g_frame->pixels, 0, w * h * 4);memcpy(chroma, "RV32", 4);g_frame->width = w;g_frame->height = h;*pitches = w * 4;*lines = h;m_this->m_videoInfoFunc(w, h);return 1;
}

 opengl完全没有基础的同学，请先学习以下的几篇文章，我们只需要了解2D图像如何渲染就行。

1.OpenGL简介

2.OpenGL实现第一个窗口-三角形

3.OpenGL 纹理

首先继承QOpenGLWidget类，重写paintGL()、resizeGL()、initializeGL()方法。

本示例演示使用opengles2来渲染，渲染rgba的数据。

以下是封装好的WOpenGLWidget类，使用提升的方式，提升为以下这个类就行了。

#ifndef WOPENGLWIDGET_H
#define WOPENGLWIDGET_H#include <QOpenGLWidget>
#include <QOpenGLFunctions>
#include <QOpenGLTexture>
#include <QImage>
#include <QOpenGLShaderProgram>
#include <QOpenGLShader>
#include <QDebug>
#include <QImage>
#include <QMouseEvent>
#include <QSet>
#include <QPainter>
#include <QMutex>
#include <QOpenGLBuffer>class OpenGLDisplayImpl
{
public:OpenGLDisplayImpl(){texture = NULL;videoW = 0;videoH = 0;}unsigned char *buffer = {0};QOpenGLTexture*         texture;GLsizei                 videoW, videoH;
};class WOpenGLWidget : public QOpenGLWidget,public QOpenGLFunctions
{Q_OBJECT
public:WOpenGLWidget(QWidget* parent = Q_NULLPTR);~WOpenGLWidget();public:void slotOpenVideo(int width,int height);void slotReceiveVideoData(uint8_t* buffer);void clear();void deleteBuffer();protected:virtual void initializeGL();virtual void paintGL();virtual void resizeGL(int w, int h);private:QOpenGLShaderProgram *m_program = nullptr;          //着色器程序QOpenGLBuffer VBO, EBO;OpenGLDisplayImpl *m_impl = nullptr;bool m_isShowVideo = false;QMutex m_mux;
};#endif // WOPENGLWIDGET_H#include "WOpenGLWidget.h"
#include <QDebug>
#include <QTimer>
#include <QElapsedTimer>static float vertices[] = {
//     ---- 位置 ----    - 纹理坐标 -1.0f,  1.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,   // 右上1.0f, -1.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,   // 右下-1.0f, -1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,   // 左下-1.0f,  1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f    // 左上
};static unsigned int indices[] = {0, 1, 3,1, 2, 3
};WOpenGLWidget::WOpenGLWidget(QWidget* parent): QOpenGLWidget(parent), m_impl(new OpenGLDisplayImpl), EBO(QOpenGLBuffer::IndexBuffer)
{
}WOpenGLWidget::~WOpenGLWidget()
{clear();if (m_impl->texture){m_impl->texture->destroy();}delete m_impl;m_impl = nullptr;
}void WOpenGLWidget::slotOpenVideo(int width, int height)
{qDebug() << "slotOpenVideo";m_mux.lock();glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);m_isShowVideo = false;m_impl->videoW = width;m_impl->videoH = height;deleteBuffer();resize(this->width(), this->height());m_isShowVideo = true;m_mux.unlock();
}void WOpenGLWidget::slotReceiveVideoData(uint8_t* yuvBuffer)
{if (!m_impl)return;m_mux.lock();if(!m_impl->buffer)m_impl->buffer = new unsigned char[m_impl->videoW * m_impl->videoH * 4];//ymemcpy(m_impl->buffer, yuvBuffer, m_impl->videoW * m_impl->videoH * 4);update();m_mux.unlock();
}void WOpenGLWidget::clear()
{m_mux.lock();deleteBuffer();m_isShowVideo = false;m_mux.unlock();
}void WOpenGLWidget::deleteBuffer()
{if (m_impl){if (m_impl->buffer) {delete m_impl->buffer;m_impl->buffer= nullptr;}}
}void WOpenGLWidget::initializeGL()
{m_mux.lock();initializeOpenGLFunctions();m_program = new QOpenGLShaderProgram();m_program->addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Vertex,":/shaders/shaders/shapes.vert");m_program->addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Fragment,":/shaders/shaders/shapes.frag");bool success = m_program->link();if (!success)qDebug() << "ERR:" << m_program->log();VBO.create();EBO.create();VBO.bind();EBO.bind();VBO.allocate(vertices, 20 * sizeof(float));EBO.allocate(indices, 6 * sizeof(unsigned int));m_impl->texture = new QOpenGLTexture(QOpenGLTexture::Target2D);m_impl->texture->create();m_impl->texture->setMinificationFilter(QOpenGLTexture::Nearest);m_impl->texture->setMinificationFilter(QOpenGLTexture::Linear);m_impl->texture->setWrapMode(QOpenGLTexture::ClampToEdge);m_mux.unlock();// 启动定时器QTimer *ti = new QTimer(this);connect(ti, &QTimer::timeout, this, [=] {update();});ti->start(100);
}void WOpenGLWidget::paintGL()
{glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);m_mux.lock();if (m_isShowVideo){		VBO.bind();EBO.bind();m_program->bind();m_impl->texture->bind(0);m_program->setUniformValue("texture", 0);int vertexLocation = m_program->attributeLocation("position");m_program->enableAttributeArray(vertexLocation);m_program->setAttributeBuffer(vertexLocation, GL_FLOAT, 0, 3, 5 * sizeof(float));int texcoordLocation = m_program->attributeLocation("texCoord");m_program->enableAttributeArray(texcoordLocation);m_program->setAttributeBuffer(texcoordLocation, GL_FLOAT, 3 * sizeof(float), 2, 5 * sizeof(float));//激活纹理单元0glActiveTexture(GL_TEXTURE0);glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_impl->texture->textureId());glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, m_impl->videoW,m_impl->videoH, 0, GL_BGRA, GL_UNSIGNED_BYTE, m_impl->buffer);//设置纹理环绕方式glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);glDrawElements(GL_TRIANGLES,6, GL_UNSIGNED_INT,0);if(m_impl->texture)m_impl->texture->release();m_program->release();}m_mux.unlock();
}void WOpenGLWidget::resizeGL(int w, int h)
{// 设置视口//glViewport(0, 0, w, h);
}

着色器如下所示。

//shapes.vert#ifdef GL_ES
precision mediump int;
precision mediump float;
#endifattribute vec3 position;
attribute vec2 texCoord;varying vec2 outTexCoord;void main()
{gl_Position = vec4(position,1.0);outTexCoord = vec2(texCoord.x, 1.0 - texCoord.y);
}//shapes.frag#ifdef GL_ES
// Set default precision to medium
precision mediump int;
precision mediump float;
#endifuniform sampler2D texture;varying vec2 outTexCoord;void main()
{vec3 rgb = texture2D(texture, outTexCoord);gl_FragColor = vec4(rgb, 1);
}

ui界面如下图所示。 

运行截图：

 完整代码：

#pragma once#include <QtWidgets/QWidget>
#include "ui_showWidget.h"
#include <QMenu>
#include <QActionGroup>
#include <vlc/vlc.h>
#include <QDebug>
#include <QFileDialog>
#include <QThread>
#include <QMouseEvent>
#include <QKeyEvent>//视频每一帧数据回调
typedef std::function<void(uint8_t*)> VideoDataFunc;
//视频宽、高。回调
typedef std::function<void(int, int)> VideoInfoFunc;enum Rate
{Rate2X,Rate1_5X,Rate1_25X,Rate1_0X,Rate0_75X,Rate0_5X
};class showWidget : public QWidget
{Q_OBJECTpublic:showWidget(QWidget *parent = nullptr);~showWidget();public:VideoDataFunc m_videoFunc;VideoInfoFunc m_videoInfoFunc;private slots:void slotOpenFile();void slotPlay();void slotPause();void slotStop();void slotValueChanged(int value);void slotCurrentIndexChanged(int index);private://事件处理回调static void vlcEvents(const libvlc_event_t *ev, void *param);private:Ui::showWidgetClass ui;private:libvlc_instance_t *vlc_base = nullptr;libvlc_media_t *vlc_media = nullptr;libvlc_media_player_t *vlc_mediaPlayer = nullptr;QList<float> m_lstRate;QList<QString> m_lstAudioDevice;
};//=====================================================#include "showWidget.h"
#include <QTimer>
#include <QTime>
#include <QMutex>
#include <stdlib.h> #pragma execution_character_set("utf-8")static showWidget* m_this = nullptr;struct Frame 
{int     width;int     height;uchar * pixels;QMutex mutex;
};static Frame *g_frame = nullptr;// 自定义视频输出模块的回调函数
static void *lock(void *opaque, void **planes) {g_frame->mutex.lock();*planes = g_frame->pixels;return 0;
}static void unlock(void *opaque, void *picture, void *const *planes) {// 这里可以释放视频帧的锁uint8_t *buffer = (uint8_t *)*planes; //planes即为帧数据//QImage image((unsigned char*)buffer, g_frame->width, g_frame->height, QImage::Format_ARGB32);m_this->m_videoFunc(buffer);g_frame->mutex.unlock();
}static void display(void *opaque, void *picture) {// 这里可以进行视频帧的显示或其他处理(void)opaque;
}static unsigned setup(void **opaque, char *chroma,unsigned *width, unsigned *height,unsigned *pitches,unsigned *lines)
{qDebug() << "chroma:" << QString(chroma) << "width:" << *width << ", height:" << *height;/* 开辟存放图像数据的内存块 */if (g_frame){if (g_frame->pixels){delete[] g_frame->pixels;g_frame->pixels = NULL;}delete g_frame;g_frame = NULL;}int w = *width;int h = *height;g_frame = new Frame;g_frame->pixels = new uchar[w * h * 4]; // 申请大小也为4通道的像素memset(g_frame->pixels, 0, w * h * 4);memcpy(chroma, "RV32", 4);g_frame->width = w;g_frame->height = h;*pitches = w * 4;*lines = h;m_this->m_videoInfoFunc(w, h);return 1;
}showWidget::showWidget(QWidget *parent): QWidget(parent)
{ui.setupUi(this);m_this = this;this->setWindowTitle("视频播放器");vlc_base = libvlc_new(0, NULL);ui.cbxRate->setCurrentIndex(Rate1_0X);m_lstRate << 2.0 << 1.5 << 1.25 << 1.0 << 0.75 << 0.5;ui.btnOpen->setFocusPolicy(Qt::NoFocus);ui.btnPlay->setFocusPolicy(Qt::NoFocus);ui.btnPause->setFocusPolicy(Qt::NoFocus);ui.btnStop->setFocusPolicy(Qt::NoFocus);ui.hSliderVolumn->setFocusPolicy(Qt::NoFocus);ui.cbxRate->setFocusPolicy(Qt::NoFocus);//视频数据m_videoFunc = std::bind(&WOpenGLWidget::slotReceiveVideoData, ui.openGLWidget,std::placeholders::_1);//视频信息m_videoInfoFunc = std::bind(&WOpenGLWidget::slotOpenVideo, ui.openGLWidget,std::placeholders::_1, std::placeholders::_2);connect(ui.btnOpen, &QPushButton::clicked, this, &showWidget::slotOpenFile);connect(ui.btnPlay, &QPushButton::clicked, this, &showWidget::slotPlay);connect(ui.btnPause, &QPushButton::clicked, this, &showWidget::slotPause);connect(ui.btnStop, &QPushButton::clicked, this, &showWidget::slotStop);connect(ui.hSliderVolumn, &QSlider::valueChanged, this, &showWidget::slotValueChanged);connect(ui.cbxRate,SIGNAL(currentIndexChanged(int)), this, SLOT(slotCurrentIndexChanged(int)));
}showWidget::~showWidget()
{libvlc_release(vlc_base); //减少libvlc实例的引用计数，并销毁
}void showWidget::slotOpenFile()
{/*选择文件*/QString filename = QFileDialog::getOpenFileName(this, "选择打开的文件", "D:/", tr("*.*"));std::replace(filename.begin(), filename.end(), QChar('/'), QChar('\\'));vlc_media = libvlc_media_new_path(vlc_base, filename.toUtf8().data());if (!vlc_media) {return;}// 创建libvlc实例和媒体播放器vlc_mediaPlayer = libvlc_media_player_new_from_media(vlc_media);if (!vlc_mediaPlayer) {return;}libvlc_video_set_format_callbacks(vlc_mediaPlayer, setup, NULL);// 设置自定义视频输出libvlc_video_set_callbacks(vlc_mediaPlayer, lock, unlock, display, NULL);// 等待元数据加载完成libvlc_media_parse(vlc_media);// 获取各种元数据const char *title = libvlc_media_get_meta(vlc_media, libvlc_meta_Title);const char *artist = libvlc_media_get_meta(vlc_media, libvlc_meta_Artist);const char *album = libvlc_media_get_meta(vlc_media, libvlc_meta_Album);const char *url = libvlc_media_get_meta(vlc_media, libvlc_meta_URL);const char *date = libvlc_media_get_meta(vlc_media, libvlc_meta_Date);const char *lang = libvlc_media_get_meta(vlc_media, libvlc_meta_Language);int duration = libvlc_media_get_duration(vlc_media);  // 获取时长（单位：毫秒）qDebug("Title: %s", title ? title : "N/A");qDebug("Artist: %s", artist ? artist : "N/A");qDebug("Album: %s", album ? album : "N/A");qDebug("Duration: %d ms", duration);qDebug("url: %s", url ? url : "N/A");qDebug("date: %s", date ? date : "N/A");qDebug("lang: %s", lang ? lang : "N/A");libvlc_media_track_t **tracks;int track_count = libvlc_media_tracks_get(vlc_media,&tracks);for (unsigned i = 0; i < track_count; i++) {libvlc_media_track_t* track = tracks[i];// 显示轨道信息printf("Track #%u: %s\n", i, track->psz_description);// 这里可以获取到每一个轨道的信息，比如轨道类型 track->i_type// 可能是 libvlc_track_video, libvlc_track_audio 或者 libvlc_track_text (字幕)if (track->i_type == libvlc_track_video) {// 处理视频轨道信息qDebug("width = %d",track->video->i_width);qDebug("height = %d", track->video->i_height);qDebug("rate_num = %d", track->video->i_frame_rate_num);qDebug("rate_den = %d", track->video->i_frame_rate_den);}else if (track->i_type == libvlc_track_audio) {// 处理音频轨道信息qDebug("channels = %d", track->audio->i_channels);qDebug("rate = %d", track->audio->i_rate);}else if (track->i_type == libvlc_track_text) {// 处理字幕轨道信息}}//获取事件管理器libvlc_event_manager_t *em = libvlc_media_player_event_manager(vlc_mediaPlayer);// 注册事件监听器libvlc_event_attach(em, libvlc_MediaPlayerTimeChanged, vlcEvents, this);libvlc_event_attach(em, libvlc_MediaPlayerEndReached, vlcEvents, this);libvlc_event_attach(em, libvlc_MediaPlayerStopped, vlcEvents, this);libvlc_event_attach(em, libvlc_MediaPlayerPlaying, vlcEvents, this);libvlc_event_attach(em, libvlc_MediaPlayerPaused, vlcEvents, this);QTimer::singleShot(1000, this, &showWidget::slotPlay);libvlc_video_filter_list_get(vlc_base);
}void showWidget::slotPlay()
{if (vlc_mediaPlayer){libvlc_media_player_play(vlc_mediaPlayer);}
}void showWidget::slotPause()
{if (vlc_mediaPlayer)libvlc_media_player_pause(vlc_mediaPlayer);
}void showWidget::slotStop()
{if (vlc_mediaPlayer)libvlc_media_player_stop(vlc_mediaPlayer);
}void showWidget::slotValueChanged(int value)
{if (vlc_mediaPlayer)libvlc_audio_set_volume(vlc_mediaPlayer, value);
}void showWidget::slotCurrentIndexChanged(int index)
{if (vlc_mediaPlayer)libvlc_media_player_set_rate(vlc_mediaPlayer, m_lstRate[index]);
}//事件回调
void showWidget::vlcEvents(const libvlc_event_t *ev, void *param)
{showWidget *w = (showWidget*)param;//处理不同的事件switch (ev->type) {case libvlc_MediaPlayerTimeChanged:{//qDebug() << "VLC媒体播放器时间已更改";qint64 len = libvlc_media_player_get_time(w->vlc_mediaPlayer);libvlc_time_t lenSec = len / 1000;libvlc_time_t totalLen = libvlc_media_player_get_length(w->vlc_mediaPlayer);libvlc_time_t totalLenSec = totalLen / 1000;int thh, tmm, tss;thh = lenSec / 3600;tmm = (lenSec % 3600) / 60;tss = (lenSec % 60);QTime time(thh, tmm, tss);w->ui.lbCurTime->setText(time.toString("hh:mm:ss"));thh = totalLenSec / 3600;tmm = (totalLenSec % 3600) / 60;tss = (totalLenSec % 60);QTime TotalTime(thh, tmm, tss);w->ui.lbTotalTime->setText(TotalTime.toString("hh:mm:ss"));double pos = (double)lenSec / totalLenSec * 100;w->ui.horizontalSlider->setValue(pos);}break;case libvlc_MediaPlayerEndReached:qDebug() << "VLC播放完毕.";break;case libvlc_MediaPlayerStopped:qDebug() << "VLC停止播放";break;case libvlc_MediaPlayerPlaying:qDebug() << "VLC开始播放";break;case libvlc_MediaPlayerPaused:qDebug() << "VLC暂停播放";break;}
}

更多参考：

Qt+FFmpeg+opengl从零制作视频播放器-7.OpenGL播放视频_qt opengl视频播放器-CSDN博客

Qt+FFmpeg+opengl从零制作视频播放器-1.项目介绍_qt opengl视频播放器-CSDN博客 

libVLC 添加图片和文本水印-CSDN博客

libVLC 音频输出设备切换-CSDN博客

libVLC 音频立体声模式切换-CSDN博客

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Problem: 739. 每日温度 文章目录 题目描述思路复杂度Code 题目描述 思路 若本题目使用暴力法则会超时&#xff0c;故而使用单调栈解决&#xff1a; 1.创建结果数组res&#xff0c;和单调栈stack&#xff1b; 2.循环遍历数组temperatures&#xff1a; 2.1.若当stack不为空同时…
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【C语言】扫雷【附源码】

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一、扫雷游戏规则 尽快找到雷区中的所有不是地雷的格子,而不许踩到地雷。点开的数字是几&#xff0c;则说明该数字旁边的8个位置中有几个雷&#xff0c;如果挖开的是地雷&#xff0c;则会输掉游戏。 二、代码思路&#xff1a; 宏定义&#xff1a; Row 和 Col 定义了棋盘的行数和…
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计算机研究生规划

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一、计算机研究生技术栈 两条腿走路: 左侧工程实践能力&#xff1a;要掌握python编程语言&#xff0c;它和机器学习、神经网络&#xff08;这两门几乎是必须掌握的技能&#xff09;的学习有很大关系 右侧学术创新能力 二、编程语言能力提升 左边基础&#xff0c;右边教你写…
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在ubuntu系统上安装ffmpeg支持rrweb使用rrvideo对视频文件转mp4格式遇到的一些问题及解决办法

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在ubuntu系统上安装ffmpeg支持rrweb使用rrvideo对视频文件转mp4格式遇到的一些问题及解决办法 1，ubuntu系统上安装ffmpeg4.4.1稳定版本1，ubuntu系统上安装ffmpeg4.4.1稳定版本 按照ChatGPT3.5来 sudo apt updatesudo apt install build-essential git sudo apt-get instal…
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上传应用程序到苹果应用商店的工具和要点

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引言 在今天的移动应用市场中&#xff0c;将应用程序上传到苹果应用商店&#xff08;App Store&#xff09;是许多开发者的首要任务之一。然而&#xff0c;不同操作系统下的开发者可能需要使用不同的工具和遵循不同的要求来完成这一任务。本文将介绍在 macOS、Windows 和 Linu…
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