在 VS Code 中使用 C++ 和 WSL
在本教程中,你将配置 Visual Studio Code,以便在适用于 Linux 的 Windows 子系统 (WSL) 中的 Ubuntu 上使用 GCC C++ 编译器 (g++) 和 GDB 调试器。GCC 代表 GNU 编译器集合;GDB 是 GNU 调试器。WSL 是 Windows 中的一个 Linux 环境,它直接在机器硬件上运行,而不是在虚拟机中。
注意:本教程的大部分内容也适用于直接在 Linux 机器上使用 C++ 和 VS Code。
Visual Studio Code 支持使用WSL 扩展直接在 WSL 中工作。我们推荐这种WSL 开发模式,在这种模式下,除了编译器之外,所有源代码文件都托管在 Linux 发行版上。有关更多背景信息,请参阅VS Code 远程开发。
完成本教程后,你将能够创建和配置自己的 C++ 项目,并查阅 VS Code 文档以获取有关其众多功能的更多信息。本教程不教授有关 GCC、Linux 或 C++ 语言的知识。对于这些主题,Web 上有许多优秀的资源可供参考。
如果遇到任何问题,请随时在VS Code 文档存储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WSL 扩展。
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安装适用于 Linux 的 Windows 子系统,然后使用同一页面上的链接安装你选择的 Linux 发行版。本教程使用 Ubuntu。安装期间,请记住你的 Linux 用户密码,因为你需要它来安装其他软件。
设置 Linux 环境
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打开 WSL 的 Bash shell。如果你安装了 Ubuntu 发行版,请在 Windows 搜索框中输入“Ubuntu”,然后单击结果列表中的它。对于 Debian,输入“Debian”,依此类推。
shell 将显示一个命令提示符,默认情况下包含你的用户名和计算机名,并把你置于主目录中。对于 Ubuntu,它看起来像这样
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创建一个名为
projects
的目录,然后在该目录下创建一个名为helloworld
的子目录mkdir projects cd projects mkdir helloworld
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尽管你将使用 VS Code 编辑源代码,但你将在 Linux 上使用 g++ 编译器编译源代码。你还将使用 GDB 在 Linux 上进行调试。这些工具在 Ubuntu 上默认未安装,因此你必须安装它们。幸运的是,这项任务非常简单!
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在 WSL 命令提示符下,首先运行
apt-get update
以更新 Ubuntu 包列表。过时的发行版有时会干扰安装新包的尝试。sudo apt-get update
如果你愿意,可以运行
sudo apt-get update && sudo apt-get dist-upgrade
来下载最新版本的系统包,但这可能会根据你的连接速度花费更长时间。 -
在命令提示符下,通过键入以下命令安装 GNU 编译器工具和 GDB 调试器
sudo apt-get install build-essential gdb
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通过查找 g++ 和 gdb 来验证安装是否成功。如果
whereis
命令未返回文件名,请尝试再次运行更新命令。whereis g++ whereis gdb
注意:如果你直接在 Linux 机器上工作而不是在 WSL 中工作,则安装 g++ 编译器和 GDB 调试器的设置步骤也适用。在 helloworld 项目中运行 VS Code,以及编辑、构建和调试步骤都是相同的。
在 WSL 中运行 VS Code
导航到你的 helloworld 项目文件夹,并从 WSL 终端使用 code .
启动 VS Code。
cd $HOME/projects/helloworld
code .
你将看到一条关于“正在安装 VS Code 服务器”的消息。VS Code 正在 Linux 端下载并安装一个小型服务器,桌面版 VS Code 将与该服务器通信。然后 VS Code 将启动并打开 helloWorld
文件夹。文件资源管理器显示 VS Code 现在在 WSL 上下文中运行,标题栏显示 WSL: Ubuntu。
你也可以从状态栏判断远程上下文。
如果单击远程状态栏项,你将看到一个适合当前会话的远程命令下拉菜单。例如,如果你想结束在 WSL 中运行的会话,可以从下拉菜单中选择关闭远程连接命令。从 WSL 命令提示符运行 code .
将在 WSL 中重新启动 VS Code。
code .
命令在当前工作文件夹中打开了 VS Code,该文件夹成为你的“工作区”。在教程中,你将看到在工作区中的 .vscode
文件夹中创建了三个文件
c_cpp_properties.json
(编译器路径和智能感知设置)tasks.json
(构建说明)launch.json
(调试器设置)
添加源代码文件
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
。
安装 C/C++ 扩展
创建文件后,如果 VS Code 检测到它是 C++ 语言文件,你可能会收到安装Microsoft C/C++ 扩展的提示,如果尚未安装。
当扩展视图中显示按钮时,选择安装,然后选择重新加载必需以完成 C/C++ 扩展的安装。
如果你的 VS Code 本地已安装 C/C++ 语言扩展,则需要转到“扩展”视图 (⇧⌘X (Windows、Linux Ctrl+Shift+X)),然后将这些扩展安装到 WSL 中。通过选择在 WSL 中安装按钮,然后选择重新加载必需,可以将本地安装的扩展安装到 WSL 中。
添加 hello world 源代码
现在粘贴此源代码
#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) 保存文件。请注意,你刚添加的文件是如何出现在 VS Code 侧边栏的文件资源管理器视图 (⇧⌘E (Windows、Linux Ctrl+Shift+E)) 中的
你还可以通过在主文件菜单中勾选自动保存来启用自动保存,以便自动保存文件更改。
最左侧的活动栏允许你打开不同的视图,例如搜索、源代码管理和运行。你将在本教程的后面部分查看运行视图。你可以在 VS Code 用户界面文档中找到有关其他视图的更多信息。
探索智能感知
在新的 helloworld.cpp
文件中,将鼠标悬停在 vector
或 string
上以查看类型信息。在声明 msg
变量后,开始输入 msg.
,就像调用成员函数一样。你将立即看到一个显示所有成员函数的补全列表,以及一个显示 msg
对象类型信息的窗口
你可以按 Tab 键插入所选成员;然后,当你添加左括号时,你将看到有关该函数所需任何参数的信息。
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,请确保你已安装 C++ 编译器。
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打开
helloworld.cpp
以使其成为活动文件。 -
单击编辑器右上角的播放按钮。
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从系统上检测到的编译器列表中选择g++ 构建并调试活动文件。
只有在首次运行 helloworld.cpp
时,你才会被要求选择编译器。此编译器将被设置为 tasks.json
文件中的“默认”编译器。
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构建成功后,你的程序输出将显示在集成的终端中。
首次运行程序时,C++ 扩展会创建 tasks.json
文件,你可以在项目的 .vscode
文件夹中找到它。tasks.json
存储构建配置。
你的新 tasks.json
文件应类似于下面的 JSON
{
"version": "2.0.0",
"tasks": [
{
"type": "shell",
"label": "C/C++: g++ build active file",
"command": "/usr/bin/g++",
"args": ["-g", "${file}", "-o", "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}"],
"options": {
"cwd": "/usr/bin"
},
"problemMatcher": ["$gcc"],
"group": {
"kind": "build",
"isDefault": true
},
"detail": "Task generated by Debugger."
}
]
}
注意:你可以在变量参考中了解有关
tasks.json
变量的更多信息。
command
设置指定要运行的程序;在本例中为 g++。args
数组指定将传递给 g++ 的命令行参数。这些参数必须按照编译器预期的顺序指定。
此任务告诉 g++ 获取活动文件 (${file}
),对其进行编译,并在当前目录 (${fileDirname}
) 中创建一个可执行文件,该文件与活动文件同名但没有扩展名 (${fileBasenameNoExtension}
),例如 helloworld
。
label
值是你在任务列表中将看到的名称;你可以随意命名。
detail
值是你在任务列表中将看到的任务描述。强烈建议重命名此值以将其与类似任务区分开来。
从现在开始,播放按钮将从 tasks.json
中读取以了解如何构建和运行程序。你可以在 tasks.json
中定义多个构建任务,并且被标记为默认的任务将由播放按钮使用。如果你需要更改默认编译器,可以运行任务:配置默认构建任务。另外,你也可以修改 tasks.json
文件并删除默认值,方法是替换此片段
"group": {
"kind": "build",
"isDefault": true
},
替换为
"group": "build",
修改 tasks.json
你可以修改 `tasks.json`,通过使用类似 "${workspaceFolder}/*.cpp"
的参数而不是 "${file}"
来构建多个 C++ 文件。这将构建当前文件夹中的所有 .cpp
文件。你还可以通过将 "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}"
替换为硬编码文件名(例如 'helloworld.out')来修改输出文件名。
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上使用 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。
- 从系统上检测到的编译器列表中选择C/C++: g++ 构建并调试活动文件(只有在首次运行或调试
helloworld.cpp
时,你才会被要求选择编译器)。
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,你可以选择播放按钮进行调试,而不是选择下拉菜单项。
探索调试器
在开始单步执行代码之前,让我们花点时间注意一下用户界面中的一些变化
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集成终端出现在源代码编辑器的底部。在调试输出选项卡中,你将看到指示调试器正在运行的输出。
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编辑器突出显示了第 12 行,这是你在启动调试器之前设置的断点
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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部分看到一个示例。
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在代码编辑器的顶部,出现了一个调试控制面板。你可以通过抓取左侧的点在屏幕上移动它。
如果你的工作区中已经有一个 launch.json 文件,播放按钮将从中读取以确定如何运行和调试你的 C++ 文件。如果你没有 launch.json,播放按钮将即时创建一个临时的“快速调试”配置,完全无需 launch.json!
单步执行代码
现在你已准备好开始单步执行代码。
-
单击或按下调试控制面板中的跳过图标。
这将把程序执行推进到 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。请注意侧面变量窗口中的变化。 -
再次按下跳过以前进到程序中的下一条语句(跳过所有用于初始化循环的内部代码)。现在,变量窗口显示有关循环变量的信息。
-
再次按下跳过以执行
cout
语句。(请注意,C++ 扩展在最后一个 cout 执行之前不会向调试控制台打印任何输出。) -
如果你愿意,可以继续按下跳过,直到向量中的所有单词都打印到控制台。但如果你好奇,可以尝试按下步入按钮,单步执行 C++ 标准库中的源代码!
要返回到你自己的代码,一种方法是继续按下跳过。另一种方法是在代码编辑器中切换到
helloworld.cpp
选项卡,将插入点放在循环内的cout
语句的某个位置,然后按 F9 来设置断点。左侧的空白处将出现一个红点,表示此行已设置断点。然后按 F5 从标准库头文件的当前行开始执行。执行将在
cout
处中断。如果你愿意,可以再次按 F9 关闭断点。当循环完成时,你可以在集成终端的调试控制台选项卡中看到输出,以及 GDB 输出的一些其他诊断信息。
设置监视
要跟踪程序执行期间变量的值,请对变量设置监视。
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将插入点放在循环内。在监视窗口中,单击加号并在文本框中键入
word
,它是循环变量的名称。现在,在你单步执行循环时查看监视窗口。 -
要在执行在断点处暂停时快速查看任何变量的值,你可以将鼠标指针悬停在其上。
接下来,你将创建一个 tasks.json
文件来告诉 VS Code 如何构建(编译)程序。此任务将调用 g++ 编译器从源代码创建可执行文件。
在编辑器中打开 helloworld.cpp
很重要,因为下一步将使用编辑器中的活动文件作为上下文来创建构建任务。
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++ 扩展会即时创建一个动态调试配置。
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。
然后你将看到各种预定义调试配置的下拉菜单。选择g++ 构建并调试活动文件。
VS Code 会创建一个 launch.json
文件,它看起来像这样
{
"version": "0.2.0",
"configurations": [
{
"name": "C/C++: g++ build and debug active file",
"type": "cppdbg",
"request": "launch",
"program": "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}",
"args": [],
"stopAtEntry": false,
"cwd": "${workspaceFolder}",
"environment": [],
"externalConsole": false,
"MIMode": "gdb",
"miDebuggerPath": "/usr/bin/gdb",
"setupCommands": [
{
"description": "Enable pretty-printing for gdb",
"text": "-enable-pretty-printing",
"ignoreFailures": true
}
],
"preLaunchTask": "C/C++: g++ build active file"
}
]
}
在上面的 JSON 中,program
指定了你要调试的程序。这里它被设置为活动文件文件夹 ${fileDirname}
和不带扩展名的活动文件名 ${fileBasenameNoExtension}
,如果 helloworld.cpp
是活动文件,则为 helloworld
。args
属性是一个在运行时传递给程序的参数数组。
默认情况下,C++ 扩展不会向你的源代码添加任何断点,并且 stopAtEntry
值设置为 false
。
将 stopAtEntry
值更改为 true
,以使调试器在你开始调试时在 main
方法处停止。
从现在开始,播放按钮和 F5 将从你的
launch.json
文件中读取,以便启动程序进行调试。
C/C++ 配置
如果你想对 C/C++ 扩展有更多控制,可以创建一个 c_cpp_properties.json
文件,它允许你更改编译器路径、包含路径、C++ 标准(默认为 C++17)等设置。
你可以通过从命令面板 (⇧⌘P (Windows、Linux Ctrl+Shift+P)) 运行命令C/C++: 编辑配置 (UI)来查看 C/C++ 配置 UI。
这将打开C/C++ 配置页面。你在此处进行的更改,VS Code 会将其写入 .vscode
文件夹中名为 c_cpp_properties.json
的文件。
只有当你的程序包含不在工作区或标准库路径中的头文件时,才需要修改包含路径设置。
Visual Studio Code 将这些设置放在 .vscode/c_cpp_properties.json
中。如果你直接打开该文件,它应该看起来像这样
{
"configurations": [
{
"name": "Linux",
"includePath": ["${workspaceFolder}/**"],
"defines": [],
"compilerPath": "/usr/bin/gcc",
"cStandard": "c11",
"cppStandard": "c++17",
"intelliSenseMode": "clang-x64"
}
],
"version": 4
}
关闭 WSL 会话
当你在 WSL 中工作完成后,可以通过主文件菜单和命令面板 (⇧⌘P (Windows、Linux Ctrl+Shift+P)) 中可用的关闭远程连接命令来关闭远程会话。这将重新启动在本地运行的 VS Code。你可以通过选择带有[WSL]后缀的文件夹,轻松地从文件 > 打开最近列表中重新打开你的 WSL 会话。
后续步骤
- 探索VS Code 用户指南。
- 查看C++ 扩展概述。
- 创建一个新工作区,将你的 .json 文件复制到其中,调整新工作区路径、程序名称等必要的设置,然后开始编码!