Linux中使用VS Code編譯調試C++項目詳解

2020-01-26 14:22:11

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供稿：網友

前言

關于VS Code在Linux下的安裝這里就不提了，不管是CentOS還是Ubuntu，如果不懂且搜問題足夠的情況下，你會解決的。

一、前置知識――gcc/g++的編譯鏈接過程

在Windows下，如果你用Visual Studio進行開發，C/C++的編譯器一般采用微軟提供的MSBuild；在Linux下C/C++的編譯器大多采用gcc/g++。既然要在Linux下進行C++開發，很有必要了解一下g++編譯器的一些基本知識。

假設我現在有一個最簡單的C++文件：

 #include <iostream> using namespace std; int main() { cout << "Hello, world!!!!" << endl; return 0; }

接下來如何編譯呢？簡單來說分成兩步：先編譯，再鏈接

1. 安裝g++編譯器

啟動終端，進入root模式，安裝gcc和g++

Ubuntu:

CentOS:

[xxx@xxx ~]$ su[xxx@xxx ~]# yum install gcc[xxx@xxx ~]# gcc --version[xxx@xxx ~]# yum install gcc-g++[xxx@xxx ~]# g++ --version

2. 編譯hello.cpp

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

輸出結果是一個hello.o文件，這是編譯過程的生成的中間文件。-c 表示只編譯，不鏈接。

3. 鏈接hello.o生成hello.out

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

輸出結果是一個hello.out文件，這是最終的可執行文件。-o 表示輸出文件，hello.o是上一步生成的.o文件。

當然，如果第2、3步是可以合并執行，直接執行命令

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

然而第2、3步分開執行是有意義的，后面會講到。

4. 運行hello.out

最后執行以下hello.out驗證一下輸出結果唄

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

二、構建項目

實際開發過程中當然不可能只有一個cpp這么簡單，有時候會有非常多的.h和.cpp文件相互配合，那么上面直接通過g++編譯可執行文件就沒那么簡單了。我們需要借助Make這個強大的項目構建工具，幫助我們構建和組織項目代碼。

假設現在有如下3個文件：hw2.cpp、solution.h和solution.cpp

 /* solution.h */ class Solution { public: void Say(); };

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

 /* hw2.cpp */ #include "solution.h" int main () { Solution sln; sln.Say(); return 0; }

可以看到這個簡單例子包括頭文件引用、定義和實現分離等情況，如果直接g++ -o hw2.out hw2.cpp將會報未定義引用的錯誤：

[xxx@xxx ~]$ g++ -o hw2.out hw2.cpp

/tmp/ccIMYTxf.o：在函數‘main'中：

hw2.cpp:(.text+0x10)：對‘Solution::Say()'未定義的引用

collect2: 錯誤：ld 返回 1

這時Make就該大顯身手了。

首先我們還需要了解一下makefile。

在項目的根目錄下創建一個makefile文件，以告訴Make如何編譯和鏈接程序。

build : hw2.o solution.o g++ -o build hw2.o solution.o #注意前面必須是tab，不能是空格 hw2.o : hw2.cpp solution.h g++ -g -c hw2.cpp solution.o : solution.h solution.cpp g++ -g -c solution.cpp clean : rm hw2.o solution.o build

先來解釋一下makefile的基本語法規則：

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

target是一個目標文件，可以是Object File，也可以是執行文件，還可以是一個標簽；

prerequisites是要生成那個target所需要的文件或是目標；

command是make需要執行的命令（任意的Shell命令）。

說白了就是target這一個或多個目標，依賴于prerequisites列表中的文件，其執行規則定義在command里。如果prerequisites列表中文件比target要新，就會執行command，否則就跳過。這就是整個make過程的基本原理。

那么，我們回頭看看上面定義的makefile文件，我們解釋一下每兩行的作用

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

target是build，依賴于hw2.o 和 solution.o，執行的命令是 g++ -o build hw2.o solution.o

意思是通過g++鏈接hw2.o和solution.o，生成可執行文件build，prerequisites有兩個.o文件，是因為代碼里hw2引用了solution.h。

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

target是hw2.o，依賴于hw2.cpp和solution.h，執行命令是g++ -g -c hw2.cpp

意思是通過g++編譯hw2.cpp文件，生成hw2.o文件，g++命令中 -g 表示生成的文件是可調試的，如果沒有-g，調試時無法命中斷點。

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

同上，編譯solution.cpp文件，生成solution.o文件。

clean : rm hw2.o solution.o build

這里clean不是一個可執行文件，也不是一個.o文件，它只不過是一個動作名字，類似于label的作用，make不會去找冒號后的依賴關系，也不會自動執行命令。如果要執行該命令，必須在make后顯示指出整個動作的名字，如make clean。

好了，接下來說一下make的工作原理。在默認的方式下，我們只需輸入make，則發生了以下行為：

a. make在當前目錄下找名為makefile或Makefile的文件；

b. 如果找到，它會找文件中的第一個target，如上述文件中的build，并作為終極目標文件;

c. 如果第一個target的文件不存在，或其依賴的.o 文件修改時間要比target這個文件新，則會執行緊接著的command來生成這個target文件;

d. 如果第一個target所依賴的.o文件不存在，則會在makefile文件中找target為.o的依賴，如果找到則執行command，.o的依賴必是.h或.cpp，于是make可以生成 .o 文件了

e. 回溯到b步執行最終目標

看一下執行結果

[xxx@xxx ~]$ makeg++ -g -c hw2.cppg++ -g -c solution.cppg++ -o build hw2.o solution.o #注意前面必須是tab，不能是空格[xxx@xxx ~]$ ./build HI![xxx@xxx ~]$

由于makefile文件中加了-g這一選項，于是可以通過gdb進行調試，并且會命中斷點，這里感興趣可以再了解一下gdb的使用。

接下來我們要說到如何通過VS Code進行調試。

三、在VS Code中編譯調試

首先安裝完VS Code之后，還需要安裝一下擴展cpptools，請自行完成。

點擊菜單查看-> 調試，或直接快捷鍵ctrl + shift + D

點擊設置圖標，在彈出的選擇環境中選擇C++（GDB/LLDB），會自動創建一個launch.json文件

顧名思義，laucn.json的作用是告訴VS Code如何執行啟動任務，也就是我們要把什么文件啟動起來，在上述例子中顯然是build這個可執行文件了。修改一下json文件中波浪線的program節點，改成${workspaceRoot}/build，其余的暫時不變

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 }

接著我們嘗試一下F5，開始調試，結果可以看到報了一個缺少build文件的錯誤。原因是我們還沒執行make編譯出可執行文件呢。我們在launch.json文件中，添加一個preLaunchTask的節點，并設置值為“build”。注意這里的build不是指可執行文件build，而是一個名為build的任務！

 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 }

再嘗試F5，會提示一個信息：

點擊配置任務運行程序，并選擇Others，會自動生成一個tasks.json文件，這個文件的作用就是告訴launch或者編譯器需要執行什么操作。顯然我們這里要執行make命令，修改tasks.json為如下：

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 }

其中tasks節點是一組任務，注意到其中一個名為build的任務，這就是launch.json文件中指定的preLaunchTask，表明在啟動可執行程序之前，會先執行一下preLaunchTask即這里的build任務，重新make一下代碼，更新可執行程序之后再啟動。

當然也可以指運行tasks這些任務而不啟動可執行程序，直接ctrl + shift + B，在VSC的console里可以看到和終端執行一樣的輸出：