将 GCC 与 MinGW 配合使用
在本教程中，你将配置 Visual Studio Code 以使用 mingw-w64 中的 GCC C++ 编译器 (g++) 和 GDB 调试器来创建在 Windows 上运行的程序。配置 VS Code 后，你将编译、运行和调试一个 Hello World 程序。
本教程不教授 GCC、GDB、mingw-w64 或 C++ 语言。对于这些主题，网上有许多很好的资源。
如果你有任何问题，请随时在 VS Code 文档库中为本教程提交问题。
先决条件
要成功完成本教程，你必须执行以下步骤
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安装VS Code 的 C/C++ 扩展。你可以通过在“扩展”视图 (⇧⌘X (Windows, Linux Ctrl+Shift+X)) 中搜索 'C++' 来安装 C/C++ 扩展。
安装 MinGW-w64 工具链
通过 MSYS2 获取最新版本的 MinGW-w64，它提供了最新的 GCC、MinGW-w64 和其他有用的 C++ 工具和库的原生构建。这将为你提供编译代码、调试代码以及将其配置为与 IntelliSense 协同工作所需的工具。
要安装 MinGW-w64 工具链，请观看此视频或按照以下步骤操作
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你可以从 MSYS2 页面下载最新的安装程序，或使用此安装程序的直接链接。
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运行安装程序并按照安装向导的步骤进行操作。请注意，MSYS2 需要 64 位 Windows 8.1 或更高版本。
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在向导中，选择你想要的安装文件夹。记下这个目录以备后用。在大多数情况下，推荐的目录是可以接受的。当你进入设置开始菜单快捷方式步骤时，也是如此。完成后，确保选中了“立即运行 MSYS2”复选框，然后选择“完成”。这将为你打开一个 MSYS2 终端窗口。
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在此终端中，通过运行以下命令安装 MinGW-w64 工具链
pacman -S --needed base-devel mingw-w64-ucrt-x86_64-toolchain -
按 Enter 键接受
toolchain组中的默认包数。
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当提示是否继续安装时，输入
Y。 -
使用以下步骤将 MinGW-w64
bin文件夹的路径添加到 WindowsPATH环境变量中- 在 Windows 搜索栏中，键入“设置”以打开你的 Windows 设置。
- 搜索“为你的帐户编辑环境变量”。
- 在“用户变量”中，选择
Path变量，然后选择“编辑”。 - 选择“新建”，并将你在安装过程中记录的 MinGW-w64 目标文件夹添加到列表中。如果你使用了上述默认设置，那么路径将是：
C:\msys64\ucrt64\bin。 - 选择“确定”，然后在“环境变量”窗口中再次选择“确定”以更新
PATH环境变量。你必须重新打开任何控制台窗口，才能使更新后的PATH环境变量生效。
检查你的 MinGW 安装
要检查你的 MinGW-w64 工具是否已正确安装并可用，请打开一个“新的”命令提示符并键入
gcc --version
g++ --version
gdb --version
你应该会看到输出，说明你安装了哪个版本的 GCC、g++ 和 GDB。如果不是这种情况
- 确保你的 PATH 变量条目与安装工具链的 MinGW-w64 二进制文件位置匹配。如果编译器在该 PATH 条目中不存在，请确保你已遵循前面的说明。
- 如果
gcc有正确的输出但gdb没有，那么你需要从 MinGW-w64 工具集中安装你缺少的包。- 如果在编译时你收到“miDebuggerPath 的值无效”的消息，一个原因可能是你缺少
mingw-w64-gdb包。
- 如果在编译时你收到“miDebuggerPath 的值无效”的消息，一个原因可能是你缺少
创建一个 Hello World 应用程序
首先，让我们设置一个项目。
- 启动一个 Windows 命令提示符（在 Windows 搜索栏中输入“Windows 命令提示符”）。
- 运行以下命令。这些命令将创建一个名为
projects的空文件夹，你可以在其中放置所有 VS Code 项目。在那里，接下来的命令将创建并导航到一个名为helloworld的子文件夹。从那里，你将在 VS Code 中直接打开helloworld。
mkdir projects
cd projects
mkdir helloworld
cd helloworld
code .
“code .”命令在当前工作文件夹中打开 VS Code，该文件夹将成为你的“工作区”。通过选择“是，我信任作者”来接受工作区信任对话框，因为这是你创建的文件夹。
在学习本教程的过程中，你将看到在工作区的 .vscode 文件夹中创建了三个文件
tasks.json（生成说明）launch.json（调试器设置）c_cpp_properties.json（编译器路径和 IntelliSense 设置）
添加一个 Hello World 源代码文件
在“文件资源管理器”标题栏中，选择新建文件按钮并将文件命名为 helloworld.cpp。
添加 Hello World 源代码
现在粘贴以下源代码
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
vector<string> msg {"Hello", "C++", "World", "from", "VS Code", "and the C++ extension!"};
for (const string& word : msg)
{
cout << word << " ";
}
cout << endl;
}
现在按 ⌘S (Windows, Linux Ctrl+S) 来保存文件。请注意，你刚刚添加的文件出现在 VS Code 侧边栏的“文件资源管理器”视图 (⇧⌘E (Windows, Linux Ctrl+Shift+E)) 中。
你还可以通过选择“文件”>“自动保存”来启用自动保存，以自动保存你的文件更改。你可以在 VS Code 用户界面文档中了解有关其他视图的更多信息。
注意：当你保存或打开 C++ 文件时，你可能会看到来自 C/C++ 扩展的关于 Insiders 版本可用性的通知，该版本可让你测试新功能和修复。你可以通过选择
X（清除通知）来忽略此通知。
探索 IntelliSense
IntelliSense 是一种工具，通过添加代码编辑功能（如代码补全、参数信息、快速信息和成员列表）来帮助你更快、更高效地编码。
要查看 IntelliSense 的实际效果，请将鼠标悬停在 vector 或 string 上以查看它们的类型信息。如果你在第 10 行键入 msg.，你可以看到一个推荐的成员函数完成列表，所有这些都是由 IntelliSense 生成的
你可以按 Tab 键插入选定的成员。如果你接着添加左括号，IntelliSense 将显示有关需要哪些参数的信息。
如果 IntelliSense 尚未配置，请打开命令面板 (⇧⌘P (Windows, Linux Ctrl+Shift+P)) 并输入“选择 IntelliSense 配置”。从编译器下拉列表中，选择 使用 gcc.exe进行配置。更多信息可以在 IntelliSense 配置文档中找到。
运行 helloworld.cpp
请记住，C++ 扩展使用你机器上安装的 C++ 编译器来构建你的程序。在尝试在 VS Code 中运行和调试 helloworld.cpp 之前，请确保你已经完成了“安装 MinGW-w64 工具链”这一步。
-
打开
helloworld.cpp，使其成为活动文件。 -
单击编辑器右上角的播放按钮。
-
从你系统上检测到的编译器列表中选择 C/C++: g++.exe build and debug active file。
你只会在第一次运行 helloworld.cpp 时被要求选择一个编译器。此编译器将被设置为 tasks.json 文件中的“默认”编译器。
-
生成成功后，你的程序输出将显示在集成终端中。
恭喜！你刚刚在 VS Code 中运行了你的第一个 C++ 程序！
理解 tasks.json
第一次运行程序时，C++ 扩展会创建一个 tasks.json 文件，你可以在项目的 .vscode 文件夹中找到它。tasks.json 存储你的构建配置。
你的新 tasks.json 文件应类似于下面的 JSON
{
"tasks": [
{
"type": "cppbuild",
"label": "C/C++: g++.exe build active file",
"command": "C:\\msys64\\ucrt64\\bin\\g++.exe",
"args": [
"-fdiagnostics-color=always",
"-g",
"${file}",
"-o",
"${fileDirname}\\${fileBasenameNoExtension}.exe"
],
"options": {
"cwd": "${fileDirname}"
},
"problemMatcher": ["$gcc"],
"group": {
"kind": "build",
"isDefault": true
},
"detail": "Task generated by Debugger."
}
],
"version": "2.0.0"
}
注意：你可以在变量参考中了解有关
tasks.json变量的更多信息。
command 设置指定要运行的程序；在本例中是 g++。
args 数组指定传递给 g++ 的命令行参数。这些参数按编译器期望的特定顺序列在此文件中。
此任务告诉 g++ 获取活动文件 (${file})，将其编译，并在当前目录 (${fileDirname}) 中创建一个输出文件（-o 开关），其名称与活动文件相同，但扩展名为 .exe (${fileBasenameNoExtension}.exe)。对我们来说，这将生成 helloworld.exe。
label 值是你在任务列表中将看到的内容；你可以随意命名。
detail 的值是你在任务列表中看到的任务描述。强烈建议重命名此值以将其与类似任务区分开来。
problemMatcher 的值选择用于在编译器输出中查找错误和警告的输出解析器。对于 GCC，如果使用 $gcc 问题匹配器，你将获得最佳结果。
从现在开始，播放按钮将从 tasks.json 读取信息，以确定如何构建和运行你的程序。你可以在 tasks.json 中定义多个构建任务，任何标记为默认的任务都将被播放按钮使用。如果你需要更改默认编译器，可以在命令面板中运行“任务：配置默认生成任务”。或者，你可以修改 tasks.json 文件，并通过替换此段来删除默认值
"group": {
"kind": "build",
"isDefault": true
},
替换为
"group": "build",
修改 tasks.json
自 2024 年 11 月 3 日起，MSYS2 默认禁用了 mingw-w64 的通配符支持。此更改会影响构建命令中如何处理像 "*.cpp" 这样的通配符。要在你的 tasks.json 中构建多个 C++ 文件，你必须明确列出文件，使用像 make 或 cmake 这样的构建系统，或者实施以下解决方法：https://www.msys2.org/docs/c/#expanding-wildcard-arguments。
如果你以前使用 "${workspaceFolder}/*.cpp" 来编译当前文件夹中的所有 .cpp 文件，这将不再直接有效。相反，你可以手动列出文件或定义一个构建脚本。
调试 helloworld.cpp
要调试你的代码，
- 回到
helloworld.cpp，使其成为活动文件。 - 通过单击编辑器边距或在当前行使用 F9 设置断点。
- 从播放按钮旁边的下拉菜单中，选择调试 C/C++ 文件。
- 从你系统上检测到的编译器列表中选择 C/C++: g++ build and debug active file（只有在你第一次运行或调试
helloworld.cpp时，系统才会要求你选择一个编译器）。
播放按钮有两种模式：运行 C/C++ 文件和调试 C/C++ 文件。它将默认为上次使用的模式。如果你在播放按钮中看到调试图标，你可以直接选择播放按钮进行调试，而无需使用下拉菜单。
探索调试器
在开始单步调试代码之前，我们花点时间注意用户界面中的几处变化
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集成终端出现在源代码编辑器的底部。在“调试控制台”选项卡中，你会看到指示调试器已启动并正在运行的输出。
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编辑器会高亮显示你在启动调试器之前设置断点的行
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左侧的运行和调试视图显示调试信息。你将在本教程的后面看到一个示例。
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代码编辑器顶部会出现一个调试控制面板。你可以通过抓取左侧的点来在屏幕上移动它。
单步调试代码
现在你已准备好开始单步调试代码。
-
在调试控制面板中选择“单步跳过”图标。
这将使程序执行前进到 for 循环的第一行，并跳过在创建和初始化
msg变量时调用的vector和string类中的所有内部函数调用。请注意左侧“变量”窗口中的变化。
在这种情况下，出现错误是正常的，因为尽管循环的变量名现在对调试器可见，但该语句尚未执行，因此此时没有任何可读取的内容。然而，
msg的内容是可见的，因为该语句已经执行完毕。 -
再次按跳过以推进到此程序中的下一个语句（跳过用于初始化循环的所有内部代码）。现在，变量窗口显示有关循环变量的信息。
-
再次按“单步跳过”以执行
cout语句。（请注意，C++ 扩展在循环退出之前不会向“调试控制台”打印任何输出。） -
如果你愿意，可以继续按“单步跳过”，直到向量中的所有单词都打印到控制台。但如果你好奇，可以尝试按“单步进入”按钮来逐步执行 C++ 标准库中的源代码！
要返回你自己的代码，一种方法是继续按“单步跳过”。另一种方法是在你的代码中设置一个断点，方法是切换到代码编辑器中的
helloworld.cpp选项卡，将插入点放在循环内的cout语句上，然后按 F9。左侧的边栏会出现一个红点，表示已在此行设置了断点。
然后按 F5 从标准库头文件中的当前行开始执行。执行将在
cout处中断。如果你愿意，可以再次按 F9 来关闭断点。循环完成后，你可以在集成终端中看到输出，以及 GDB 输出的一些其他诊断信息。
设置监视
有时你可能希望在程序执行时跟踪变量的值。你可以通过在变量上设置一个“监视”来实现这一点。
-
将插入点放在循环内。在“监视”窗口中，选择加号并在文本框中键入
word，这是循环变量的名称。现在，在单步执行循环时查看“监视”窗口。
-
通过在循环前添加此语句来添加另一个监视：
int i = 0;。然后，在循环内部添加此语句：++i;。现在，像上一步一样为i添加监视。 -
要在执行暂停在断点处时快速查看任何变量的值，你可以将鼠标指针悬停在其上方。
使用 launch.json 自定义调试
当你使用播放按钮或 F5 进行调试时，C++ 扩展会动态创建一个调试配置。
在某些情况下，你可能希望自定义调试配置，例如指定在运行时传递给程序的参数。你可以在 launch.json 文件中定义自定义调试配置。
要创建 launch.json，请从播放按钮下拉菜单中选择添加调试配置。
然后你会看到一个各种预定义调试配置的下拉菜单。选择 C/C++: g++.exe build and debug active file。
VS Code 在 .vscode 文件夹中创建一个 launch.json 文件，它看起来像这样
{
"configurations": [
{
"name": "C/C++: g++.exe build and debug active file",
"type": "cppdbg",
"request": "launch",
"program": "${fileDirname}\\${fileBasenameNoExtension}.exe",
"args": [],
"stopAtEntry": false,
"cwd": "${fileDirname}",
"environment": [],
"externalConsole": false,
"MIMode": "gdb",
"miDebuggerPath": "C:\\msys64\\ucrt64\\bin\\gdb.exe",
"setupCommands": [
{
"description": "Enable pretty-printing for gdb",
"text": "-enable-pretty-printing",
"ignoreFailures": true
},
{
"description": "Set Disassembly Flavor to Intel",
"text": "-gdb-set disassembly-flavor intel",
"ignoreFailures": true
}
],
"preLaunchTask": "C/C++: g++.exe build active file"
}
],
"version": "2.0.0"
}
在上面的 JSON 中，program 指定了你想要调试的程序。这里它被设置为活动文件所在的文件夹 (${fileDirname}) 和带有 .exe 扩展名的活动文件名 (${fileBasenameNoExtension}.exe)，如果 helloworld.cpp 是活动文件，那么它将是 helloworld.exe。args 属性是一个在运行时传递给程序的参数数组。
默认情况下，C++ 扩展不会向你的源代码添加任何断点，并且 stopAtEntry 值设置为 false。
将 stopAtEntry 值更改为 true，以便在开始调试时让调试器在 main 方法处停止。
从现在开始，播放按钮和 F5 在启动程序进行调试时会从你的
launch.json文件中读取信息。
添加额外的 C/C++ 设置
如果你想对 C/C++ 扩展进行更多控制，可以创建一个 c_cpp_properties.json 文件，它将允许你更改编译器路径、包含路径、C++ 标准（默认为 C++17）等设置。
你可以通过从命令面板 (⇧⌘P (Windows, Linux Ctrl+Shift+P)) 运行命令 C/C++: 编辑配置(UI) 来查看 C/C++ 配置 UI。
这将打开C/C++ 配置页面。当你在此处进行更改时，VS Code 会将它们写入 .vscode 文件夹中名为 c_cpp_properties.json 的文件。
在这里，我们将“配置名称”更改为“GCC”，将“编译器路径”下拉菜单设置为 g++ 编译器，并将“IntelliSense 模式”设置为与编译器匹配 (gcc-x64)。
Visual Studio Code 将这些设置放在 .vscode\c_cpp_properties.json 中。如果你直接打开该文件，它应该看起来像这样
{
"configurations": [
{
"name": "GCC",
"includePath": ["${workspaceFolder}/**"],
"defines": ["_DEBUG", "UNICODE", "_UNICODE"],
"windowsSdkVersion": "10.0.22000.0",
"compilerPath": "C:/msys64/mingw64/bin/g++.exe",
"cStandard": "c17",
"cppStandard": "c++17",
"intelliSenseMode": "windows-gcc-x64"
}
],
"version": 4
}
只有当你的程序包含了不在你的工作区或标准库路径中的头文件时，你才需要添加到“包含路径”数组设置中。强烈建议不要将系统包含路径添加到我们支持的编译器的 includePath 设置中。
编译器路径
该扩展使用 compilerPath 设置来推断 C++ 标准库头文件的路径。当扩展知道在哪里找到这些文件时，它可以提供像智能补全和“转到定义”导航等功能。
C/C++ 扩展会尝试根据它在你的系统上找到的内容，用一个默认编译器来填充 compilerPath。该扩展会查看几个常见的编译器位置，但只会自动选择位于“Program Files”文件夹之一或其路径列在 PATH 环境变量中的编译器。如果能找到 Microsoft Visual C++ 编译器，它将被选中，否则它将选择一个 gcc、g++ 或 clang 的版本。
如果你安装了多个编译器，你可能需要更改 compilerPath 以匹配你项目的首选编译器。你也可以在命令面板中使用 C/C++: 选择 IntelliSense 配置... 命令来选择扩展检测到的编译器之一。
故障排除
MSYS2 已安装，但仍然找不到 g++ 和 gdb
你必须按照 MSYS2 网站上的步骤，使用 MSYS CLI 来安装完整的 MinGW-w64 工具链 (pacman -S --needed base-devel mingw-w64-ucrt-x86_64-toolchain) 以及所有必需的先决条件。该工具链包括 g++ 和 gdb。
作为 Windows 用户，运行 pacman 命令时出现错误
Windows 机器上的 UCRT 仅包含在 Windows 10 或更高版本中。如果你正在使用其他版本的 Windows，请运行以下不使用 UCRT 的命令
pacman -S --needed base-devel mingw-w64-x86_64-toolchain
当将 MinGW-w64 目标文件夹添加到你的环境变量列表时，默认路径将是：C:\msys64\mingw64\bin。
MinGW 32 位
如果你需要 32 位版本的 MinGW 工具集，请查阅 MSYS2 Wiki 上的下载部分。它包含了 32 位和 64 位安装选项的链接。
后续步骤
- 探索 VS Code 用户指南。
- 查看 C++ 扩展概述。
- 创建一个新的工作区，将你的
.vscodeJSON 文件复制到其中，为新的工作区路径、程序名称等调整必要的设置，然后开始编码！