Windows下C++环境配置：VSCode+Clangd+Cmake+Ninja

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1. 依赖

（推荐）MinGW

是一个编译工具链。

mingw64里有gcc、g++、gdb、clangd、clang、lldb等多种工具，下载UCRT runtime版本64位，解压以后将bin目录配置到系统环境变量。

在控制台依次输入命令gcc -v、g++ -v、gdb -v、clang -v、clangd --version、lldb --version 可验证安装效果。

Clangd

clangd 是一个能够提供代码补全、智能提示、跳转等功能的c++语言服务器，相比VSCode带的c/c++插件功能更加强大。

如何选择？

（推荐）VSCode 的 clangd：

如果你只需要一个轻量级、开箱即用的 Clang 语言服务器，且不依赖 MinGW 的其他组件，选择 VSCode 扩展更简单。

选择 MinGW 的 clangd：

如果你已经在使用 MinGW/GCC 环境，或需要 MinGW 的 Clang 工具链（如交叉编译），选择 MinGW 的 clangd 更合适。

如果要使用VSCode的Clangd，在VSCode插件商店搜索clangd下载即可。下完会弹出一个下载以及禁用之前的C/C++ Intelli Sense Engine ，都同意。

compile_commands.json是clangd等工具用来提高代码跳转、补全功能的文件，在不存在compile_commands.json时，clangd会在分析自定义头文件时报错。对于c++项目，可以采用cmake 或make的方式来构建项目，而cmake和makefile均有对应的生成compile_commands.json文件的方法。

lldb

lldb是一个开源的调试器，用于调试C、C++、Objective-C和Swift等编程语言的应用程序。它是在LLVM项目的基础上开发的，提供了强大的调试功能和交互式命令行界面。

在VSCode插件商店搜索下载CodeLLDB下载即可。

Cmake

构造工具，因为clangd需要读取compile_commands.json才能提供服务

CMake 本身不直接编译代码，而是通过生成的构建系统（如 make、ninja）来调用编译器（如 GCC、Clang）。

在VSCode插件商店搜索下载CMake Tools下载即可。

为什么不选Xmake

虽然XMake 内置了对常见编译器（如 GCC、Clang、MSVC）的支持，并自动管理依赖关系，无需额外配置生成器。

但目前大多数项目还是Cmake。

Ninja

ninja与make的作用相同，但相对于历史悠久的make来说，ninja能够更加快速地完成整个项目的编译（大概只需要make 1/4 的时间）。而cmake可以通过简单的配置来生成ninja构建所需要的文件。

ninja的github地址： https://github.com/ninja-build/ninja/releases，找到ninja-win.zip，下载解压到某个路径。

将安装的路径配置到系统环境变量。

验证安装：ninja --version

下文配置时会介绍怎么让cmake运行的时候自动加参数引入Ninja

工具包

有两个选择：

（推荐）1. MinGW 中的 Clang

优点：

跨平台兼容性：

Clang 是 LLVM 项目的一部分，支持多平台（Windows/Linux/macOS），代码在不同平台间的移植性更好。

标准符合性：

Clang 对 C++ 标准（如 C++20）的支持通常更及时，且遵循现代编译器最佳实践。

开源和免费：

MinGW 是开源工具链，无需额外安装 Visual Studio。

错误提示友好：

Clang 的错误信息通常更清晰、详细，有助于快速定位问题。

缺点：

Windows 集成：

对 Windows 特有 API 的优化可能不如 MSVC，某些 Windows 特殊功能可能需要额外适配。

调试工具链：

调试体验可能不如 Visual Studio 的集成工具链流畅，需依赖 GDB 或其他调试器。

安装配置：

需手动安装 MinGW 或 MinGW-w64，并确保环境变量正确配置。

在VSCode中按ctrl + shift + p，输入cmake select，

选择自行下载的MinGW里的Clang配置成Cmake的工具包即可。

2. MSVC（Microsoft Visual C++）

优点：

Windows 集成优化：

MSVC 是微软官方的编译器，对 Windows API 和系统特性（如 Windows 内存管理、线程、DirectX 等）有更深度的优化。
与 Visual Studio 完全集成，提供强大的调试工具、性能分析和代码补全功能。

性能表现：

在某些场景下（尤其是 Windows 独有的优化），MSVC 生成的代码可能更快。

调试支持：

与 Visual Studio 的调试器配合使用时，调试体验更流畅，支持内联汇编、复杂的断点设置等。

生态支持：

大多数 Windows 独有的库（如 Win32、DirectX、Windows SDK）与 MSVC 完全兼容。

缺点：

跨平台限制：

MSVC 主要针对 Windows 优化，跨平台开发（如 Linux/macOS）时可能需要额外配置。

标准符合性：

相比 Clang/GCC，MSVC 对 C++ 标准（尤其是较新的标准，如 C++20）的支持可能稍慢或存在差异。

安装依赖：

需要安装 Visual Studio 或单独的 MSVC 构建工具（如 Build Tools for Visual Studio ）。

如果采用MSVC，下载Visual Studio生成工具，让CMake配置相应的工具包

在VSCode里指定为MSVC，这里是windos x64。

若使用MSVC，一般会在CMakeLists.txt里加上一些针对性的配置：

2. 配置

在VSCode的settings.json里加入如下配置：

3. CMake配置

C++编译过程

C++程序从源代码到可执行文件需要经过以下几个主要步骤：

1. 预处理（Preprocessing）

在这个阶段，编译器会：

处理所有的预处理指令（如 #include、#define、#ifdef 等）

展开所有的宏定义

删除注释

包含所有的头文件

预处理器会查找所有以 # 开头的指令，并根据这些指令修改源代码。例如，当遇到 #include <iostream> 时，预处理器会找到 iostream 头文件，并将其内容插入到当前文件中。

关键问题：头文件在哪找？

自定义头文件：在项目目录或指定的包含路径中（通过Cmake指定）

2. 编译（Compilation）

编译器将预处理后的代码转换为汇编代码或目标文件（.o 或 .obj 文件）。这个步骤主要是：

语法分析

语义分析

代码优化

生成特定于目标平台的汇编代码

关键问题：哪些文件要编译？

通常只编译 .cpp 文件（通过Cmake指定）

头文件 (.h/.hpp) 不单独编译，而是通过 #include 指令包含到 .cpp 文件中

3. 链接（Linking）

链接器将所有编译生成的目标文件和库文件链接在一起，生成最终的可执行文件：

解析外部符号引用

组合各个目标文件

链接所需的库文件

生成可执行文件（.exe、.out 等）

关键问题：

链接库哪找？ 在系统库目录或指定的库目录中

链接哪些库？ 程序依赖的所有外部库（如SDL2、标准库等），通过Cmake指定

编译过程中的常见问题

预处理阶段问题：

找不到头文件（#include 找不到指定的文件）

宏定义错误

编译阶段问题：

语法错误

类型不匹配

未声明的变量或函数

链接阶段问题：

未定义的引用（Undefined reference）

重复定义（Multiple definition）

找不到库文件

为什么需要构建系统（如CMake）

手动管理编译和链接过程在小型项目中可能还算简单，但在大型项目中会变得非常复杂：

需要管理大量的源文件

需要指定正确的编译选项

需要链接多个库

需要考虑跨平台兼容性

CMake作为一个跨平台的构建系统生成器，能够：

自动处理文件依赖关系

自动找到并配置外部库

生成适合不同平台和编译器的构建文件

提供统一的、跨平台的项目配置方式

CMake主框架

一个CMakeLists.txt示例

4. Debug

在VSCode按F5，报错缺少langch.json，会自动新建一个。

在langch.json 里加上可执行文件的路径之后即可正常Debug。

参考

Learn--Clean-Code-With-Cpp/lessons/clangd/

VSCode配置Clang C/C++开发环境 [+clangd代码静态检查配置]