在Linux中使用VS Code编译调试C++项目-无忧网

最近项目需求，需要在Linux下开发C++相关项目，经过一番摸索，简单总结了一下如何通过VS Code进行编译调试的一些注意事项。

关于VS Code在Linux下的安装这里就不提了，不管是CentOS还是Ubuntu，如果不懂且搜Q足够的情况下，你会解决的。

一. 前置知识——gcc/g++的编译链接过程

在Windows下，如果你用Visual Studio进行开发，C/C++的编译器一般采用微软提供的MSBuild；在Linux下C/C++的编译器大多采用gcc/g++。既然要在Linux下进行C++开发，很有必要了解一下g++编译器的一些基本知识。

假设我现在有一个最简单的C++文件：

            1 #include <iostream>
2usingnamespace std;
3int main() {
4     cout << "Hello, world!!!!" << endl;
5return0;
6 }

接下来如何编译呢？简单来说分成两步：先编译，再链接

1. 安装g++编译器

启动终端，进入root模式，安装gcc和g++

Ubuntu:

xxx@xxx:~$ sudo apt-get install build-essential
xxx@xxx:~$ gcc --version

xxx@xxx:~$ sudo apt-get install g++-4.8

xxx@xxx:~$ g++ --version

CentOS:

[xxx@xxx ~]$ su

[xxx@xxx ~]# yum install gcc

[xxx@xxx ~]# gcc --version

[xxx@xxx ~]# yum install g++

[xxx@xxx ~]# g++ --version

2. 编译hello.cpp

[xxx@xxx ~]$ g++ -c hello.cpp

输出结果是一个hello.o文件，这是编译过程的生成的中间文件。-c 表示只编译，不链接。

3. 链接hello.o生成hello.out

[xxx@xxx ~]$ g++ -o hello.out hello.o

输出结果是一个hello.out文件，这是最终的可执行文件。-o 表示输出文件，hello.o是上一步生成的.o文件。

当然，如果第2、3步是可以合并执行，直接执行命令

[xxx@xxx ~]$ g++ -o hello.out hello.cpp

然而第2、3步分开执行是有意义的，后面会讲到。

4. 运行hello.out

最后执行以下hello.out验证一下输出结果呗

[xxx@xxx ~]$ ./hello.out

二. 构建项目

实际开发过程中当然不可能只有一个cpp这么简单，有时候会有非常多的.h和.cpp文件相互配合，那么上面直接通过g++编译可执行文件就没那么简单了。我们需要借助Make这个强大的项目构建工具，帮助我们构建和组织项目代码。

假设现在有如下3个文件：hw2.cpp、solution.h和solution.cpp

            1 /*
             solution.cpp 
            */
            
2 #include <iostream>
3 #include "solution.h"4 void Solution::Say(){
5    std::cout << "HI!" << std::endl;
6 }

            1
            /*
             hw2.cpp 
            */
            2 #include "solution.h"3int main () {
4    Solution sln;
5    sln.Say();
6return0;
7 }

可以看到这个简单例子包括头文件引用、定义和实现分离等情况，如果直接g++ -o hw2.out hw2.cpp将会报未定义引用的错误：

[xxx@xxx ~]$ g++ -o hw2.out hw2.cpp
/tmp/ccIMYTxf.o：在函数‘main’中：
hw2.cpp:(.text+0x10)：对‘Solution::Say()’未定义的引用
collect2: 错误：ld 返回 1

这时Make就该大显身手了。

首先我们还需要了解一下makefile。

在项目的根目录下创建一个makefile文件，以告诉Make如何编译和链接程序。

            1
            build : hw2.o solution.o

            2     g++ -o build hw2.o solution.o #注意前面必须是tab，不能是空格
3 hw2.o : hw2.cpp solution.h
4     g++ -g -c hw2.cpp5 solution.o : solution.h solution.cpp6     g++ -g -c solution.cpp7clean :
8rm hw2.o solution.o build

先来解释一下makefile的基本语法规则：

            target ... : prerequisites ...
　　command    #注意前面是tab

target是一个目标文件，可以是Object File，也可以是执行文件，还可以是一个标签；

prerequisites是要生成那个target所需要的文件或是目标；

command是make需要执行的命令（任意的Shell命令）。

说白了就是target这一个或多个目标，依赖于prerequisites列表中的文件，其执行规则定义在command里。如果prerequisites列表中文件比target要新，就会执行command，否则就跳过。这就是整个make过程的基本原理。

那么，我们回头看看上面定义的makefile文件，我们解释一下每两行的作用

            1
            build : hw2.o solution.o

            2     g++ -o build hw2.o solution.o

target是build，依赖于hw2.o 和 solution.o，执行的命令是 g++ -o build hw2.o solution.o

意思是通过g++链接hw2.o和solution.o，生成可执行文件build，prerequisites有两个.o文件，是因为代码里hw2引用了solution.h。

            3 hw2.o : hw2.cpp solution.h
4      g++ -g -c hw2.cpp

target是hw2.o，依赖于hw2.cpp和solution.h，执行命令是g++ -g -c hw2.cpp

意思是通过g++编译hw2.cpp文件，生成hw2.o文件，g++命令中 -g 表示生成的文件是可调试的，如果没有-g，调试时无法命中断点。

            5 solution.o : solution.h solution.cpp6     g++ -g -c solution.cpp

同上，编译solution.cpp文件，生成solution.o文件。

            7
            clean :

            8
            rm hw2.o solution.o build

这里clean不是一个可执行文件，也不是一个.o文件，它只不过是一个动作名字，类似于label的作用，make不会去找冒号后的依赖关系，也不会自动执行命令。如果要执行该命令，必须在make后显示指出整个动作的名字，如make clean。

好了，接下来说一下make的工作原理。在默认的方式下，我们只需输入make，则发生了以下行为：

a. make在当前目录下找名为makefile或Makefile的文件；

b. 如果找到，它会找文件中的第一个target，如上述文件中的build，并作为终极目标文件;

c. 如果第一个target的文件不存在，或其依赖的.o 文件修改时间要比target这个文件新，则会执行紧接着的command来生成这个target文件;

d. 如果第一个target所依赖的.o文件不存在，则会在makefile文件中找target为.o的依赖，如果找到则执行command，.o的依赖必是.h或.cpp，于是make可以生成 .o 文件了

e. 回溯到b步执行最终目标

看一下执行结果

[xxx@xxx ~]$ make
g++ -g -c hw2.cpp
g++ -g -c solution.cpp
g++ -o build hw2.o solution.o #注意前面必须是tab，不能是空格
[xxx@xxx ~]$ ./build 
HI!
[xxx@xxx ~]$

由于makefile文件中加了-g这一选项，于是可以通过gdb进行调试，并且会命中断点，这里感兴趣可以再了解一下gdb的使用。

接下来我们要说到如何通过VS Code进行调试。

三. 在VS Code中编译调试

首先安装完VS Code之后，还需要安装一下扩展cpptools，请自行完成。

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点击菜单查看-> 调试，或直接快捷键ctrl + shift + D

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点击设置图标，在弹出的选择环境中选择C++（GDB/LLDB），会自动创建一个launch.json文件

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顾名思义，laucn.json的作用是告诉VS Code如何执行启动任务，也就是我们要把什么文件启动起来，在上述例子中显然是build这个可执行文件了。修改一下json文件中波浪线的program节点，改成${workspaceRoot}/build，其余的暂时不变

             1
            {

             2
            "
            version
            ": "0.2.0",
 3"configurations": [
 4        {
 5"name": "C++ Launch",
 6"type": "cppdbg",
 7"request": "launch",
 8"program": "${workspaceRoot}/build",
 9"args": [],
10"stopAtEntry": false,
11"cwd": "${workspaceRoot}",
12"environment": [],
13"externalConsole": true,
14"linux": {
15"MIMode": "gdb"16            },
17"osx": {
18"MIMode": "lldb"19            },
20"windows": {
21"MIMode": "gdb"22            }
23        },
24        {
25"name": "C++ Attach",
26"type": "cppdbg",
27"request": "attach",
28"program": "${workspaceRoot}/build",
29"processId": "${command.pickProcess}",
30"linux": {
31"MIMode": "gdb"32            },
33"osx": {
34"MIMode": "lldb"35            },
36"windows": {
37"MIMode": "gdb"38            }
39        }
40    ]
41 }

接着我们尝试一下F5，开始调试，结果可以看到报了一个缺少build文件的错误。原因是我们还没执行make编译出可执行文件呢。我们在launch.json文件中，添加一个preLaunchTask的节点，并设置值为“build”。注意这里的build不是指可执行文件build，而是一个名为build的任务！

             1
            {

             2
            "
            version
            ": "0.2.0",
 3"configurations": [
 4        {
 5"name": "C++ Launch",
 6"type": "cppdbg",
 7"request": "launch",
 8"program": "${workspaceRoot}/build",
 9"args": [],
10"stopAtEntry": false,
11"cwd": "${workspaceRoot}",
12"environment": [],
13"externalConsole": true,
14"preLaunchTask": "build",
15"linux": {
16"MIMode": "gdb"17            },
18"osx": {
19"MIMode": "lldb"20            },
21"windows": {
22"MIMode": "gdb"23            }
24        },
25        {
26"name": "C++ Attach",
27"type": "cppdbg",
28"request": "attach",
29"program": "${workspaceRoot}/build",
30"processId": "${command.pickProcess}",
31"linux": {
32"MIMode": "gdb"33            },
34"osx": {
35"MIMode": "lldb"36            },
37"windows": {
38"MIMode": "gdb"39            }
40        }
41    ]
42 }

再尝试F5，会提示一个信息：

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点击配置任务运行程序，并选择Others，会自动生成一个tasks.json文件，这个文件的作用就是告诉launch或者编译器需要执行什么操作。显然我们这里要执行make命令，修改tasks.json为如下：

             1
            {

             2
            "
            version
            ": "0.1.0",
 3"command": "make",
 4"showOutput": "always",
 5"tasks": [
 6        {
 7"taskName": "clean" 8        },
 9        {
10"taskName": "build",
11"problemMatcher": {
12"owner": "cpp",
13"fileLocation":  ["relative", "${workspaceRoot}"],
14"pattern": {
15"regexp": "^(.*):(\d+):(\d+):\s+(warning|error):\s+(.*)$",
16"file": 1,
17"line": 2,
18"column": 3,
19"severity": 4,
20"message": 521                }
22            }
23        }
24    ]
25 }