Ubuntu20.4下G++10+C++20项目<filesystem>编译链接错误求助

环境 #

Ubuntu 20.04 LTS，G10编译器，CMake构建C20项目

代码示例 #

properties.hpp #

#include <string>
#include <filesystem>
class File
{
private:
    std::filesystem::path m_filePath;
public:
    explicit File();
    ~File();
    void setPath(const std::string &p_fullPath);
};

properties.cpp #

#include "properties.hpp"

ff::prop::File::File() { this->setPath(""); }
ff::prop::File::~File() { this->setPath(""); }

void ff::prop::File::setPath(const std::string &p_fullPath)
{
    using namespace std::filesystem;
    if (p_fullPath == "")
        this->m_filePath = path();
    else
        this->m_filePath = path(p_fullPath);
}

CMake配置 #

cmake_minimum_required(VERSION 3.26 FATAL_ERROR)

### cmake settings
set(CXX_STANDARD_REQUIRED ON)
set(CXX_STANDARD 20)
set(CMAKE_CXX_COMPILER /usr/bin/g++-10)
cmake_language(GET_MESSAGE_LOG_LEVEL VERBOSE)
message("The c++ version is ${CXX_STANDARD} ${CMAKE_CXX_COMPILER}")

set(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG_INIT "-Wall -Wextra -std=c++20")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE_INIT "-Wall")

### project setttings
project(ff  VERSION 0.0.1  LANGUAGES CXX)

add_executable(${PROJECT_NAME} 
  app/main.cpp
  app/src/app.cpp
  app/src/properties.cpp
)

问题现象 #

1. 执行cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug -S . -B debug时，输出显示编译器运行在C++20模式；但执行cmake --build debug/时，出现编译错误：‘filesystem’ in namespace ‘std’ does not name a type。
2. 改用<experimental/filesystem>头文件，将std::filesystem::path改为std::experimental::filesystem::path后，编译通过但出现链接错误，提示无法找到experimental filesystem的实现。
3. 最小示例代码直接用g++-10 main.cpp a.cpp -o app -std=20编译成功，但CMake项目中失败；执行cmake --system-information info.txt显示CMAKE_CXX_COMPILER == "/usr/bin/c++"，但编译器实际版本为10.3.0。

疑问 #

1. 既然G10对C20的<filesystem>头文件提供支持，为何项目无法编译？
2. 为何使用experimental/filesystem能编译但出现链接错误？
3. 该如何解决这个问题？

解决方案 #

问题根因 #

CMake配置存在变量名错误：你使用了CXX_STANDARD和CXX_STANDARD_REQUIRED，但CMake中控制C标准的正确变量是带CMAKE_前缀的CMAKE_CXX_STANDARD和CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED。变量名错误导致CMake未正确启用C20标准，编译器仍以默认标准编译，因此无法识别C++20中的std::filesystem。

修正步骤 #

1. 修正CMake标准变量：将配置中的标准相关变量改为正确名称：

   set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)
   set(CMAKE_CXX_STANDARD 20)
   

2. 移除冗余编译选项：删除CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG_INIT中的-std=c++20，避免和CMake自动生成的标准选项冲突：

   set(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG_INIT "-Wall -Wextra")
   

3. 验证编译器配置：可添加以下命令确认编译器版本，确保CMake正确识别G++10：

   execute_process(COMMAND ${CMAKE_CXX_COMPILER} --version OUTPUT_VARIABLE CXX_VERSION)
   message("Compiler version:\n${CXX_VERSION}")
   

关于experimental/filesystem的链接错误 #

G的<experimental/filesystem>是C17正式标准前的实验实现，需要显式链接stdc++fs库才能使用。如果一定要用该版本，需在CMake中添加链接指令：

target_link_libraries(${PROJECT_NAME} stdc++fs)

但推荐使用C++20标准的<filesystem>，无需额外链接。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Dhairya Gupta