C++開發環境搭建與測試

這一章先不改程式碼，只做一件很具體的事：

在 Linux 上把我準備好的 CMake 模板跑起來。

如果你剛開始學 C++，看到 CMake、Ninja、target_link_libraries 這些名字不用緊張。本章不要求你理解它們的全部原理，先照著步驟把工程跑通。等後面學到標頭檔案、分檔案編寫、第三方庫時，再回來看這些內容會更自然。

完整 CMake 模板詳解放在後面的 CMake工程模板。本章只關心兩件事：

1. 你的電腦能不能編譯並執行 C++ 工程。
2. VSCode 能不能用 F5 除錯這個工程。

1.本章最終效果

做完本章後，你會得到一個名為 hello_cpp 的資料夾，裡面是完整的 CMake 模板工程。

原樣執行模板時，輸出類似：

[lib1] Vector v = 1 2 3
[lib1] Norm = 3.74166
[lib2] Matrix m =
1 2
3 4
[lib2] Determinant = -2

這一章會按下面的順序來：

1. 在 Ubuntu 或 Fedora 上安裝 C++ 開發工具。
2. 下載我準備好的 CMake 模板。
3. 先原樣執行模板，確認環境沒問題。
4. 看一下模板裡哪些檔案和後面的學習有關。
5. 用 VSCode 按 F5 除錯模板程式。

先認識幾個名字，後面看到它們就不會太突然：

注意：hello_cpp 是我們 clone 下來的資料夾名，cmake_template 是這個工程當前生成的程式名。它們不是一回事。

2.安裝基礎工具

2.1.Ubuntu / Debian

sudo apt update
sudo apt install git cmake ninja-build gcc g++ gdb libeigen3-dev

這裡安裝了 libeigen3-dev，是因為模板原始示例裡用到了 Eigen。先裝上它，模板就能直接跑起來。

2.2.Fedora

sudo dnf install git cmake ninja-build gcc gcc-c++ gdb eigen3-devel

3.檢查工具是否安裝成功

git --version
cmake --version
ninja --version
g++ --version
gdb --version

這些命令都能輸出版本號，就說明基礎環境已經可用。

4.安裝VScode

https://code.visualstudio.com/Download

如果是debian系下載deb,如果是rhel系下載rpm.

下載完之後，點選瀏覽器，找到這個安裝包的資料夾，並在該路徑開啟終端。

Debian系：輸入sudo apt install ./code然後按tab按鍵補齊檔名，回車。

RHEL系：輸入sudo dnf install ./code然後按tab按鍵補齊檔名，回車。

例如補齊後的：

sudo dnf install ./code-1.102.1-1752598767.el8.x86_64.rpm

5.配置VScode

然後開啟VScode，在終端輸入下面的命令

code

然後可以配置一個環境單獨給C++環境使用，避免和預設環境衝突。

進行一些設定，按我的來就可以

選中你建立的CMake配置

6.安裝 VSCode 擴充套件

建議在 VSCode 裡安裝這些擴充套件：

1. CMake Tools
2. C/C++
3. C/C++ DevTools
4. clangd

它們的分工是：

簡單說：

• CMake Tools 負責構建工程；
• C/C++ 和 C/C++ DevTools 主要負責除錯；
• clangd 主要負責程式碼提示、跳轉、診斷和重構。

如果你使用 clangd 做程式碼提示，建議關閉或弱化 C/C++ 擴充套件的 IntelliSense，避免兩個語言伺服器同時工作導致提示重複或衝突。

7.clone CMake 模板

git clone https://github.com/tungchiahui/CMake_Template.git hello_cpp
cd hello_cpp
code .

這裡把專案目錄命名為 hello_cpp。後面所有命令都預設在這個目錄裡執行。

剛開始學習時先不要管 Git 歷史，也不要急著改很多檔案。第一步只做一件事：確認這個模板能在你的電腦上執行。

選中你建立的CMake配置

8.先原樣跑通模板

8.1.用命令列方式執行

先不要急著改程式碼。按ctrl + ~彈出VScode終端並執行下面三行命令：

cmake --preset linux-debug
cmake --build --preset linux-debug
./build/linux-debug/src/cmake_template

如果輸出類似：

[lib1] Vector v = 1 2 3
[lib1] Norm = 3.74166
[lib2] Matrix m =
1 2
3 4
[lib2] Determinant = -2

說明工程、編譯器、CMake、Ninja、Eigen 都工作正常。到這裡，最麻煩的環境部分就已經過關了。

注意：日常開發時可以直接執行 build 目錄裡的程式，不需要每次 install。

只有在驗證安裝佈局時，才需要：

cmake --install build/linux-debug
./install/linux-debug/bin/cmake_template

出現以下,即成功!

[lib1] Vector v = 1 2 3
[lib1] Norm = 3.74166
[lib2] Matrix m =
1 2
3 4
[lib2] Determinant = -2

8.2.用VScode圖形化方式執行

我們要用VScode圖形化方式去執行上面那些命令:

點選左側邊的CMake:

1. 首先要配置cmake --preset linux-debug,等同於在介面中是點選Configure按鈕,並選擇Linux Debug:

   

2. 然後cmake --build --preset linux-debug這個配置會在你配置configure時被自動配置:

   

   然後你要手動點選左下角的Build按鈕來進行build:

   

3. 然後./build/linux-debug/src/cmake_template執行這個程式等同於:

   先配置程式路徑:

   執行程式: Debug是對程式進行debug,而Launch是直接執行程式不debug,除非你有debug需求,一般咱們直接用launch.

   

   除了上面的操作入口，VSCode 底部狀態列中，Build 按鈕旁邊也有 Debug 和 Launch 快捷按鈕。選擇好 cmake_template target 並完成構建後，可以直接點選這裡執行或除錯程式。

   

接下來是要講如何把生成產物放進install,一般只有你要發行一個程式之類的才install,平常只用上面的build即可(測試完改回build的配置).

1. cmake --install build/linux-debug等同於: 在 VSCode 裡按 Ctrl+Shift+P，然後輸入CMake: Install.

   

   解釋: 這個命令會呼叫當前配置的 build preset 對應的 cmake --install <buildDir>。 如果你選擇了 linux-debug preset，它等同於cmake --install build/linux-debug.

2. 然後./install/linux-debug/bin/cmake_template執行這個程式等同於: 先配置程式路徑:

   

   執行程式的方式和上面一樣,也是點Debug或者Launch.

9.模板當前結構

現在看一下模板裡和本章有關的檔案。先不用理解每個 CMake 選項，只要知道 src/ 下面放的是程式碼：

.
├── CMakeLists.txt
├── CMakePresets.json
├── .vscode/
│   └── launch.json
├── cmake/
│   └── ProjectOptions.cmake
└── src/
    ├── CMakeLists.txt
    ├── main.cpp
    ├── lib1/
    │   ├── CMakeLists.txt
    │   ├── inc/lib1/eigen3_test.hpp
    │   └── src/eigen3_test.cpp
    └── lib2/
        ├── CMakeLists.txt
        ├── inc/lib2/eigen3_test.hpp
        └── src/eigen3_test.cpp

這裡最重要的是：

本章只需要認識這些位置，不需要修改它們。

10.常見問題

10.1.找不到 Ninja

報錯類似：

CMake was unable to find a build program corresponding to "Ninja"

安裝：

sudo apt install ninja-build

或：

sudo dnf install ninja-build

10.2.找不到 gdb

除錯時如果找不到 GDB：

sudo apt install gdb

或：

sudo dnf install gdb

10.3.改了 CMakeLists.txt 後構建異常

本章沒有要求修改 CMakeLists.txt。如果你後面章節改了 CMake 檔案後構建異常，可以重新 configure：

cmake --fresh --preset linux-debug

或者刪除構建目錄：

rm -rf build/linux-debug
cmake --preset linux-debug

11.下一步學什麼

本章只是讓你先擁有一個能執行、能除錯的小工程。

後面的章節會從 C++ 基礎語法開始講：

1. C++ 基礎初識
2. 資料型別與資料存放
3. 輸入輸出
4. 運算子
5. 程式流程結構

下一章開始，我們先只改 src/main.cpp。等你學到函式分檔案編寫時，再去整理 lib1 / lib2；等你學到工程組織、第三方庫和構建系統時，再回來看 CMake工程模板。