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初学者搭建C语言开发环境

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C语言编程

C语言的编程与Java和Python有所差别。C语言的开发环境的搭建与其它也有所不同。本文主要是针对初学者提供一个C语言开发环境的搭建指南。

一、搭建环境前的一些概念理解

在正式搭建C语言的开发环境之前我们需要先理解几个概念：

  1. 首先C语言是一种高级编程语言，并不能直接被计算机执行。因此，执行C语言编写的程序文件需要将C语言编译成二进制的文件才能被执行。因此，C语言的开发环境需要有编译器的存在以支持源代码的编译。常见的C语言的编译器包括vc++、gcc等。它们的作用都是将高级的C语言源代码根据CPU和操作系统的类型编译成可以被当前CPU和操作系统能认识的二进制文件，进而被执行。

  2. 既然C语言的开发环境需要编译器的存在，那么第一步我们就是在电脑里面安装编译器。Windows系统的话可以选择VC++（Microsoft Visual C++），它可以单独安装，也被包含在Visual Studio开发工具中。Windows系统也可以使用gcc作为编译器，但是需要使用Cygwin、MinGW等软件提供gcc的编译能力。

  3. 不同操作系统下对C语言程序的编译是不同的。因此，与Java提供虚拟机方式以支持一套语言跨平台运行的情况不同。同样的C语言源代码，在不同环境下需要编译成不同的文件。因为C语言的编译需要利用操作系统提供的一些能力，而C语言的运行没有Java虚拟机这个东西，因此，需要根据不同的操作系统编写对应的内容（大多数情况大部分C语言代码都可以被正常编译，除了少部分需要根据操作系统和CPU来选择实现方法）。如果在Windows下开发C语言程序，建议选择VC++编译器。Cygwin提供的gcc编译虽然也可以保证你的程序在Windows下编译成功后运行，但是它也不能保证你的编译结果可以在Linux上运行，依然要去Linux环境下编译。既然如此，在Windows下选择Cygwin之类的编译工具也就没意义了。

  4. 除了编译器以外，大部分时候我们也会选择一个IDE来开发C语言。一般可以选择的包括Visual Studio、Clion、Eclipse或者是Visual Studio Code。Visual studio是微软提供的IDE，非常庞大，个人也有免费版本。Eclipse是免费的开源的，也比较臃肿。Clion是JetBrains全家桶的成员，虽然好用，但是收费。Visual Studio Code也是微软提供的一个开源的轻量级的编程工具，这几年非常受欢迎。在这里建议大家选择正版免费的，可以考虑VS Code。

  5. C语言是一种低级别的程序编程语言，C++与C语言类似，可以理解是为C语言提供了额外的面向对象的能力的语言。值得注意的是，由于C++是C的超集，你可以在C++编译器上运行大多数C代码。然而，C++通常不能在普通的C编译器上运行。这意味着，如果你想的话，你可以在C++编译器上用C编码。从语法上讲，C++是C的一切，再加上(plus)更多。因此，大多数情况下，C语言的开发环境都是C/C++一体化的。在本文中搭建的环境对于开发C++来说也是OK的。

二、编译器的安装

本文主要描述在Windows环境下搭建C语言的开发环境，因此这里的编译器也是Windows环境下的。如前所述，Windows环境下可以使用Visual Studio带的VC++编译器，也可以使用Cygwin或者MinGW提供的gcc编译能力。这里我们选择Visual Studio。

首先，在这里下载VS：https://visualstudio.microsoft.com/zh-hans/vs/

VS社区版本（community）是一个免费的IDE，作为个人开发者使用这个就够了。当然，这也是很庞大的。

这里下载的是visual studio installer，也就是安装器，安装完毕打开后会看到如下界面：

这里应该可以看到 Visul Studio Community 2019（我安装了就看不到了），然后点击安装可以看到如下界面：

由于这里我们需要的是C语言的编译环境，因此选择“使用C++的桌面开发”即可。此外，右边的可选使用默认即可。

注意，这里左下角有个位置，表明VS的安装位置，可以选择你常用的路径。

选择安装完毕之后，测试一下安装是否成功即可。测试方式：打开如下的Developer Command Prompt for VS 2019，然后在弹出的界面输入cl命令，可以看到如下输出即可：

**********************************************************************
** Visual Studio 2019 Developer Command Prompt v16.11.3
** Copyright (c) 2021 Microsoft Corporation
**********************************************************************

D:\Program Files\Microsoft Visual Studio\2019\Community>cl
用于 x86 的 Microsoft (R) C/C++ 优化编译器 19.29.30133 版
版权所有(C) Microsoft Corporation。保留所有权利。

用法: cl [ 选项... ] 文件名... [ /link 链接选项... ]

三、安装VS Code

这里我们选择VS Code作为C语言的开发工具，下载地址如下：

https://code.visualstudio.com/

选择stable版本即可，下载之后安装完毕，然后添加C/C++的开发支持插件。

经过上述步骤我们就完全准备好了C语言的开发环境了。

四、开始创建第一个C语言开发项目示例

创建一个C语言的项目需要经过如下步骤：

首先，通过上述Developer Command Prompt for VS 2019程序进入你希望创建项目的位置，按照如下命令创建项目文件：

cd f:/onedrive/programs/c
mkdir c_examples
cd c_examples
code.

上述命令的含义就是在f:/onedrive/programs/c位置下创建c_examples的文件夹，并使用vs code打开到这个目录。然后你就会看到如下界面：

打开VS Code之后，我们可以在目录栏看到这个c_examples的项目，接下来我们需要配置这个项目的编译和运行环境，让程序运行起来。

第一步是在目录下创建main.c文件，并输入如下的示例代码。这是我们第一个C语言的程序文件，同时也是告诉VS Code，我们接下来需要开发C语言的程序。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("Hello World");
    return 0;
}

依次点击VS Code菜单栏的Terminal-Configure Tasks，然后在弹出来的配置界面选择使用C/C++:cl.exe 生成活动文件，VS Code会自动在项目目录下创建.vscode目录，并生成一个tasks.json的文件。这一步就是配置使用VS来编译C语言程序。这里的cl.exe就是前面安装的VS 2019的编译C语言程序的程序。

生成完这个配置之后就可以编译C语言代码了。

我们可以依次点击Terminal-Run Task...，然后在弹出来的界面选择C/C++:cl.exe 生成活动文件之后VS Code就会使用cl.exe程序来编译刚才的main.c文件，结果就是产生了如下的一些新文件，包括main.obj、main.exe等。这里的main.exe就是可以被当前系统与CPU执行的程序。同时，我们也可以在VS Code下面的输出栏看到编译的过程和编译成功的提示。

结果如下图所示：

接下来我们可以配置运行整个项目。依次点击VS Code的Run-Add Configure...，在弹出的界面选择“C++(Windows)”（不要选择第一个GDB/LLDB），然后VS Code就会生成一个launch.json文件，用以配置如何运行这个项目。

上述步骤完成之后，就会显示launch.json的内容。内容如下：

{
    // Use IntelliSense to learn about possible attributes.
    // Hover to view descriptions of existing attributes.
    // For more information, visit: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "cl.exe - 生成和调试活动文件",
            "type": "cppvsdbg",
            "request": "launch",
            "program": "${fileDirname}\\${fileBasenameNoExtension}.exe",
            "args": [],
            "stopAtEntry": false,
            "cwd": "${fileDirname}",
            "environment": [],
            "console": "externalTerminal",
            "preLaunchTask": "C/C++: cl.exe 生成活动文件"
        }
    ]
}

注意，这里的program配置表示运行哪个命令作为项目的运行入口，这里我们需要改成上述的main.exe即可。如下：

{
    // Use IntelliSense to learn about possible attributes.
    // Hover to view descriptions of existing attributes.
    // For more information, visit: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "(gdb) 启动",
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch",
            "program": "main.exe",   // 注意这里变掉了哦！
            "args": [],
            "stopAtEntry": false,
            "cwd": "${fileDirname}",
            "environment": [],
            "externalConsole": false,
            "MIMode": "gdb",
            "miDebuggerPath": "/path/to/gdb",
            "setupCommands": [
                {
                    "description": "为 gdb 启用整齐打印",
                    "text": "-enable-pretty-printing",
                    "ignoreFailures": true
                }
            ]
        }
    ]
}

并且会弹出一个弹出框，有刚才我们的“Hello World”结果。这样就运行完成了。

五、其它注意问题

5.1、检测到 #include 错误。请更新 includePath。已为此翻译单元(F:\OneDrive\Programs\C\df_c_learning\main.c)禁用波形曲线。

如果在main.c的内容中输入的代码第一行出现如下提示的错误：

检测到 #include 错误。请更新 includePath。已为此翻译单元(F:\OneDrive\Programs\C\df_c_learning\main.c)禁用波形曲线。C/C++(1696)
无法打开 源 文件 "stdio.h"C/C++(1696)

这是因为编译环境的问题，我出现了这个问题是因为在安装Visual Studio Community 2019的时候选择桌面C++环境的时候可选部分裁剪掉了一部分内容，没想到这里面很多内容不能不安装，因此安装的时候选择默认的可选组件就行了。不要自作聪明剪裁。

5.2、There is no task provider registered for tasks of type "cppbuild"

如果你在编译程序的时候（Terminal-Run Task...）出现如下错误：

There is no task provider registered for tasks of type "cppbuild"

那么，这是因为使用VS编译C语言的程序没有和VS Code关联所致，需要打开Visual Studio Community 2019进入项目目录，然后使用code.命令启动即可。

3、launch.js区别 tasks.json的区别

tasks.json在VS Code中是用来配置编译或者运行某一个文件的配置。launch.json是运行整个项目的配置。

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