【小白向】MAC端VSCode C++环境配置（超干货、超详细）

提示：使用环境为 MAC（M2）

其实 VSCode 很早就下载好了，但是因为在配置过程中总是遇到很多坑，搁置了很久，回头捡起遇到报 Error 还是两眼抓瞎，到处翻 blog。为了减少以后的遇坑可能性，整理了这份笔记（支持编译多cpp文件，支持C++11以上的新特性），希望能够帮助小白同学避坑。

分两个版本，本文是详细版本。

版本区别如下：

对于有时间的朋友：请查看详细版本。本着“授人以鱼不如授人以渔”的想法，和大多数的博客不同，此版本里除了详细记录了配置步骤，也基于官方文档拓展了配置文件所对应的功能和参数简介，能够让大家举一反三，后续碰到问题时快速做定位。
对于没耐心希望快速解决当前问题的朋友：跳转 TLDR（too long, dont read）版本。只包含教程步骤。

详细版本

前提

安装 Visual Studio Code
VSCode 中安装 C/C++扩展
确保 Clang 已经安装（在终端中输入命令：clang --version 来确认是否安装）

创建你的第一个 HelloWorld 程序

创建工作区（WorkSpace）

打开 VSCode，创建一个 project 文件夹。
在这里插入图片描述
现在，project 就是我们的工作区（WorkSpace）了。当我们继续做完本教程的配置，这个工作区中将出现一个子文件夹.vscode，包含三个文件。
● tasks.json（编译选项设置）
● launch.json（调试选项设置）
● c_cpp_properties.json（编译器路径以及IntelliSense 设置）

创建 HelloWorld 的源代码文件

在 project 文件夹下创建一个 hello.cpp 文件
在这里插入图片描述
在 hello.cpp中粘贴以下内容

#include <iostream>

using namespace std;

int main(){
    cout << "Hello World" << endl;
}

Command+S（⌘S）保存该文件，建议在 File > Auto Save 中打开该选项，自动保存。
在这里插入图片描述

添加 IntelliSense 配置

IntelliSense 是 VS Code 中提供的工具，可实现代码补全等，帮助快速开发。
Shift+Command+P（⇧⌘P）打开命令面板，输入Select IntelliSense Configuration，选择 Use clang++
可以看到工作区中新增了一个.vscode 的文件夹，并包含了一个叫做 settings.json 的文件
在这里插入图片描述

运行 HelloWorld（compile and run）

注意：C++扩展是使用机器上已安装的 C++编译器来生成程序，所以在运行/调试 hello.cpp 前，请确保你已经符合了文章开头的前提，安装好了 C++编译器。

打开 hello.cpp，这将它将成为 active file，可以被用于生成和调试
点击图中右上角的按钮，选择 Run C/C++ File
在跳出的选项中，选择C/C++: clang++ build and debug active file。

只有在第一次运行 hello.cpp 时才需要做这个选择。选择后，.vscode 文件夹中出现了一个新文件tasks.json，我们选择的编译器配置将作为默认设置。
编译成功后，程序的输出将显示在下方的 DEBUG CONSOLE

至此，我们已经成功地运行了 VS Code 上的第一个 C++程序！

改造代码目录（include、src、target）以适应工程需要

在实际的开发中，我们往往需要分类不同的文件至不同的文件夹中。一个简单的形式是在其中创建三个子文件夹 include、src、target 分别用来分类头文件、源文件、以及目标程序。
在 project 文件夹中，清理之前生成出来的其他文件（除了 hello.cpp 和.vscode），增加三个子文件夹 include、src、target，并把 hello.cpp 移动到 src 目录下。
在这里插入图片描述

修改 tasks.json

修改了文件组织形式后，存储了编译配置的 tasks.json 也需要做对应修改。
第一次编译运行 hello.cpp 时，我的机器上生成的 tasks.json 如下：

{
    "tasks": [
        {
            "type": "cppbuild",
            "label": "C/C++: clang++ build active file",
            "command": "/usr/bin/clang++",
            "args": [
                "-fcolor-diagnostics",
                "-fansi-escape-codes",
                "-g",
                "${file}",
                "-o",
                "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}"
            ],
            "options": {
                "cwd": "${fileDirname}"
            },
            "problemMatcher": [
                "$gcc"
            ],
            "group": {
                "kind": "build",
                "isDefault": true
            },
            "detail": "Task generated by Debugger."
        }
    ],
    "version": "2.0.0"
}

我们做如下两个修改：

工程中往往需要一次性编译选定路径下的所有 cpp 文件。对应的，把"args"中的:"${file}"改为"${fileDirname}/*.cpp"
我们希望把编译出的文件统一放置在 target 文件夹下。对应的，把"args"中的"${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}"改为"${workspaceFolder}/target/${fileBasenameNoExtension}"

然后我们做下测试，看看修改后的工作区可否正常编译运行 hello.cpp
在 include 中创建 print.h，粘贴如下内容：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;

void printMessage(vector<string>& msg);

在 src 中创建 print.cpp，粘贴如下内容：

#include "../include/print.h"

void printMessage(vector<string> &msg)
{
    for (int i = 0; i < msg.size(); i ++){
        cout << msg[i] << " ";
    }
}

修改 src 下的 hello.cpp，粘贴如下内容：

#include "../include/print.h"

int main(){
    vector<string> msg;
    msg.push_back("Hello"); msg.push_back("World");
    printMessage(msg);
}

在 hello.cpp 中点击右上角的 run 按钮，可以看到也成功运行了（这说明我们实现了一次性编译多个 cpp 文件），而且目标文件生成到了 target 下。
在这里插入图片描述

拓展：关于 tasks.json 的设置含义

tasks.json 中存储了编译的设置，更深刻地理解它有助于解决后续可能遇到的编译错误。
以上面贴出的 task.json 内容为例，对 tasks.json 中的参数解析如下：

label
*第一次点击 Run C/C++ File 时指定的选项值。在本例中，是"C/C++: clang++ build active file"
command
指定要运行的程序（编译器）在本例中，是 clang++
args
指定传递给编译器的命令行参数，这些参数应当按照一定的顺序排列

在最开始生成的 tasks.json 中，args 相关参数设置如下：
"args": ["-g", "${file}", "-o", "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}"]

他的含义是告知 C++编译器编译 active file（即${file}），生成目标文件（-o）到当前的目录下
(${fileDirname}) ，目标文件的名称和不带后缀的 active file 的名称一致(${fileBasenameNoExtension})。
因此我们第一次运行时，在 hello.cpp 中 run，在同级目录下编译出了 hello 目标文件。

至此，应该也能理解将原先的"-g", "${file}"改为"-g", "${fileDirname}/*.cpp"带来的影响了吧，就是将编译当前 active file 变成编译同级目录下的所有 cpp 文件

而将"-o", "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}"
改为"-o", "${workspaceFolder}/target/${fileBasenameNoExtension}"则是改变目标文件的路径到工作区下的 target 目录下。
problemMatcher：
在编译器输出中查找错误和警告的输出解析器。对于 clang++，gcc 是最佳的 problemMatcher
group：
里面的 isDefault 选项可以用来指定哪个 task 被作为默认的生成选项。生成了 tasks.json 后，点击 run 按钮就会按照默认选定的 task 配置进行编译运行，tasks 中可以有多个 task，不需要作为默认项的移除
“group"中的"isDefault”: true
detail：
task 的描述。tasks 中可以用多个 task，detail 可用于做区分

调试 HelloWorld（debug）

首先，回到 hello.cpp，使得其变为 active file
在如图所示处设置一个断点（在该行的前面点击小圆点）
选择 Debug C/C++ File

因为之前我们已经在 hello.cpp 上选择过 Run C/C++ File 编译运行过了，当时选择了C/C++: clang++ build and debug active file，此时就不必再选择了。如果此前没有运行过就选择了 debug，那么在跳出的选项中选择C/C++: clang++ build and debug active file。
可以看到程序执行到端点处，执行位置有高亮表示。出现了调试的工具栏，可以分别选择执行到下一个断点、执行单步、步入、跳出、重新开始、停止。这说明可以正常调试了。

配置调试设置 launch.json

当我们点击调试按钮（Debug C/C++ File）时，其实内部是为我们创建了一个动态调试配置，但往往我们需要去对调试配置做一些修改，可以创建一个 launch.json 文件来存储我们的调试设置。

点击右上角的 Add Debug Configuration 按钮
在跳出的选项里选择C/C++: clang++ build and debug active file.
.vscode 中会自动创建一个 launch.json 文件

{
    "configurations": [
        {
            "name": "C/C++: clang++ build and debug active file",
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch",
            "program": "${workspaceFolder}/target/${fileBasenameNoExtension}",
            "args": [],
            "stopAtEntry": false,
            "cwd": "${fileDirname}",
            "environment": [],
            "externalConsole": false,
            "MIMode": "lldb",
            "preLaunchTask": "C/C++: clang++ build active file"
        }
    ],
    "version": "2.0.0"
}

其中，重要的几个参数释义如下：

program：需要调试的程序。如果我们是在 hello.cpp 文件中开启调试，则对应调试的程序是project/target/hello
args：运行时传递给程序的参数数组
stopAtEntry：为 true 时，程序将在main 方法入口处添加断点
preLaunchTask：此处的值应当和tasks.json 中的 label 值保持一致

当我们创建了 launch.json，以后在这个程序上的调试都将按照 launch.json 中的调试配置开展。

配置c_cpp_properties.json

可以通过创建c_cpp_properties.json 文件来实现对 C/C++扩展的更多设置，这里的正确配置可以帮助扩展找到正确的标准库路径，提供补全或跳转能力，如果程序包含不在工作区或标准库路径中的头文件，需修改其中的“includePath”设置。
Shift+Command+P（⇧⌘P）打开命令面板，输入C/C++: Edit Configurations (UI)，打开。这将在.vscode 中创建一个c_cpp_properties.json 文件。
在这里插入图片描述
在界面中做如下修改：

也可以在c_cpp_properties.json 中直接修改

我的c_cpp_properties.json 如下，可以直接复制修改："cStandard": "c17", "cppStandard": "c++17","compilerPath": "/usr/bin/clang++"这三处。

{
    "configurations": [
        {
            "name": "Mac",
            "includePath": [
                "${workspaceFolder}/**"
            ],
            "defines": [],
            "macFrameworkPath": [
                "/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX.sdk/System/Library/Frameworks"
            ],
            "cStandard": "c17",
            "cppStandard": "c++17",
            "intelliSenseMode": "macos-clang-arm64",
            "compilerPath": "/usr/bin/clang++"
        }
    ],
    "version": 4
}

解决关于 C++新特性支持的问题

在前面的示例中，我有意地在代码里避开了 C++的新特性。
如果我们将代码修改成这样
print.cpp：

#include "../include/print.h"

void printMessage(vector<string> &msg)
{
    for (const auto& word: msg){
        cout << word << " ";
    }
}

hello.cpp：

#include "../include/print.h"

int main(){
    vector<string> msg{"Hello", "World"};
    printMessage(msg);
}

运行会发现，将报告如下的错误，不难看出是 C++11 的新特性没有被支持。
在这里插入图片描述

这种编译报错怎么处理？
还记得我们前面说到的编译选项在哪里设置吗？yes，tasks.json！
在 tasks.json 文件的 args 中添加"–std=c++17"选项，使编译支持 C++新特性

"args": [
                "-fcolor-diagnostics",
                "-fansi-escape-codes",
                "--std=c++17",
                "-g",
                "${fileDirname}/*.cpp",
                "-o",
                "${workspaceFolder}/target/${fileBasenameNoExtension}"
            ],

成功运行。
在这里插入图片描述