C语言课堂--现代编译环境搭建[2020年7月]

看过了很多专家吐槽目前的大学c语言教学问题多多：

• 教材难懂，消磨了学生的兴趣；
• 环境老旧，都2020了还有在用VC6甚至TurboC 2.0，语法不规范。

轮到自己上课，心想可不能再继续这样的c语言课堂。

1. 教材选择

先从教材的选择开始, 网上大家评价较好的有两本：

1. 《明解C语言（第3版）入门篇》，定价：79，页数：405页。
2. 《C语言程序设计:现代方法(第2版)》，定价：79，页数：618页。

第1本是日本的经典c语言教材，第二本据说是普林斯顿大学的c语言参考教材。

考虑到第2本618页的厚度，为了避免把同学们吓住，就选了第一本。

两本都比较贵，但是比起用完就扔的垃圾教材，毕业多年后再翻出来看的经典教材，绝对物有所值! 相信同学们会理解的。

2. 编程环境选择的原则

选定教材，编程环境是最重要的。选择原则：

• 编译器不能太老旧，vc6和TC2就算了。至少c99标准完美支持吧。
• 不能太傻瓜化，VS2015、VS2017/19啥的，轻松占几十G空间不说，学生还搞不懂编译的过程。
• 最好是业界在用的，有一些教学环境也不错（比如：DevCpp，codeblocks）但公司里哪见过有人用？

这么一筛选，也就只能从 VS201x，VSCode，Clion 这几个中选了，那就用最轻量的 VSCode吧！

编译器也只有这三个： cl，gcc，clang。 既然不装vs大块头，那windows下gcc最好用。

2.1 下载安装gcc编译器： Mingw-w64

MinGW 的全称是：Minimalist GNU on Windows 。

它实际上是将经典的开源 C语言 编译器 GCC 移植到了 Windows 平台下，并且包含了 Win32API。一句话来概括：MinGW 就是 GCC 的 Windows 版本 。

MinGW有两个发行版：MinGW-w64 与 MinGW 。区别在于 MinGW 只能编译生成32位可执行程序，而 MinGW-w64 则可以编译生成 64位 或 32位 可执行程序。

正因为如此，果断采用 MinGW-w64。

Mingw-w64下载地址：

https://sourceforge.net/projects/mingw-w64/files/Toolchains targetting Win64/

当前（2020.7）最新版本是： MinGW-W64 GCC-8.1.0

文件清单:

x86_64-posix-sjlj

x86_64-posix-seh

x86_64-win32-sjlj

x86_64-win32-seh

i686-posix-sjlj

i686-posix-dwarf

i686-win32-sjlj

i686-win32-dwarf

作为学生现在的电脑软硬件水平，推荐下载： x86_64-posix-seh

• 释义1：

x86_64: 简称X64，64位操作系统。

i686: 32位操作系统 (i386的子集)，差不多奔腾2(1997年5月)之后的CPU都是可以用的；

• 释义2：

DWARF：一种带调试信息(DWARF- 2（DW2）EH)的包, 所以比一般的包尺寸大，仅支持32位系统

SJLJ：跨平台，支持32，64位系统，缺点是：运行速度稍慢，但是可以在没有使用GCC编译的代码或没有调用堆栈的代码上工作

SEH: 调用系统机制处理异常，支持32，64位系统。（Structured Exception Handling）Windows使用自己的异常处理机制。

• 释义3：

posix: 启用了C++ 11 多线程特性

win32: 未启用 （从时间线上正在尝试也启用部分 Treading）

下载后解压到某个目录，我自己是放到： C:\Lang\mingw64

然后把bin目录( C:\Lang\mingw64\bin )添加到系统PATH变量中即可.

验证: 打开cmd黑窗口, 分别敲命令: gcc, g++, gdb, 分别看看这几个命令是否输出正确.

2.2 下载安装VSCode编辑器

微软官方下载地址:

https://code.visualstudio.com/#alt-downloads

注意选择好 x64 或者 x86,

有两个.exe的是安装包(需要系统权限,不需要系统权限安装),另外.zip那个是绿色解压就能用的.

安装插件: c/c++ tools, chinese简体中文语言包, code-runner

具体步骤省略, 若连不上微软marketplace,那就FQ下载visx包离线安装.

2.3 配置VSCode的c语言环境

微软官方的配置文档: https://code.visualstudio.com/docs/cpp/config-mingw

英文的, 初次看我反正是看晕乎了, 学生去看肯定更晕乎! @_@ 必须给学生简单的配置好.

总结一下:

1. 配置文件主要有4个(均为json格式),可以配置在两个不同的地方:

   • 放在一个名叫 .vscode 的文件夹里,这个文件夹又放置在每一个工作目录(workspace)下. 这样配置只对这个工作目录有效;
   • 也可将这些json配置文件放到个人文件夹下(例如:C:\Users\zhw\AppData\Roaming\Code\User\ 下), 这样配置对此用户全局有效.
     
     (但是,貌似 c_cpp_properties.json 放这里, include语句会找不到头文件, vscode用波浪线标出; 影响感官,但并不影响编译!)

2. 第一个配置文件: c_cpp_properties.json ,用于指定c/c++的编译命令、参数、include路径、lib路径等. 内容如下:

{
    "configurations": [
        {
            "name": "Win32",
            "includePath": [
                "${workspaceFolder}/**",
                "C:/Lang/mingw64/include",
                "C:/Lang/mingw64/x86_64-w64-mingw32/include"
            ],
            "defines": [
                "_DEBUG",
                "UNICODE",
                "_UNICODE"
            ],
            "windowsSdkVersion": "8.1",
            "compilerPath": "C:/Lang/mingw64/bin/gcc.exe",
            "cStandard": "c99",
            "cppStandard": "c++11",
            "intelliSenseMode": "gcc-x64"
        }
    ],
    "version": 4
}

3)第二个配置文件: tasks.json, 用于定义编译任务. 以下代码定义了两个编译任务:

{
    "version": "2.0.0",
    "tasks": [
		{
			"type": "shell",
			"label": "C: gcc.exe build active file",
			"command": "gcc.exe",
			"args": [
				"-g",
				"${file}",
				"-o",
				"${fileDirname}\\${fileBasenameNoExtension}.exe",
				"-std=c99"
			],
			"options": {
				"cwd": "${workspaceFolder}"
			},
			"problemMatcher": [
				"$gcc"
			],
			"group": {
				"kind": "build",
				"isDefault": true
			}
		},
		{
			"type": "shell",
			"label": "C: gcc.exe build ALL *.c files",
			"command": "gcc.exe",
			"args": [
				"-g",
				"${workspaceFolder}\\*.c",
				"-o",
				"${fileDirname}\\${fileBasenameNoExtension}.exe",
				"-std=c99"
			],
			"options": {
				"cwd": "${workspaceFolder}"
			},
			"problemMatcher": [
				"$gcc"
			],
			"group": "build"
		}
	]
}

4)第3个配置文件: launch.json ,用于配置调试相关任务. 代码如下:

{
    // 使用 IntelliSense 了解相关属性。
    // 悬停以查看现有属性的描述。
    // 欲了解更多信息，请访问: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "gcc.exe - 生成和调试活动文件",
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch",
            "program": "${fileDirname}\\${fileBasenameNoExtension}.exe",
            "args": [],
            "stopAtEntry": false,
            "cwd": "${workspaceFolder}",
            "environment": [],
            "externalConsole": false,
            "MIMode": "gdb",
            "miDebuggerPath": "C:\\Lang\\mingw64\\bin\\gdb.exe",
            "setupCommands": [
                {
                    "description": "为 gdb 启用整齐打印",
                    "text": "-enable-pretty-printing",
                    "ignoreFailures": true
                }
            ],
            "preLaunchTask": "C: gcc.exe build active file"
        }
    ]
}

5)第4个配置文件: settings.json , 是编辑器本身的一些配置. 这里我配置了： 启动cmd时直接chcp 65001切换到utf8环境,还有code-runner的c语言配置:

{
    "terminal.integrated.shell.windows": "C:\\Windows\\System32\\cmd.exe",  //默认的shell环境:cmd
    "terminal.integrated.automationShell.windows":  "C:\\Windows\\System32\\cmd.exe", //缺少此行, 在65001环境下编译可能会提示: 无效的参数 -/d.
    //"terminal.integrated.shellArgs.windows": ["/K", "chcp 65001>nul"],   //打开cmd时自动切换到utf-8环境, 避免中文乱码. 不输出chcp回显
    "terminal.integrated.shellArgs.windows": ["/K", "chcp 65001>nul"],   //打开cmd时自动切换到utf-8环境, 避免中文乱码. 有 65001 代码页回显

    "code-runner.executorMap": {
        "javascript": "node",
        "php": "C:\\php\\php.exe",
        "python": "python",
        "perl": "perl",
        "ruby": "C:\\Ruby23-x64\\bin\\ruby.exe",
        "go": "go run",
        "html": "\"C:\\Program Files (x86)\\Google\\Chrome\\Application\\chrome.exe\"",
        "java": "cd $dir && javac $fileName && java $fileNameWithoutExt",
        "c": "cd $dir && gcc $fileName -o $fileNameWithoutExt && $dir$fileNameWithoutExt"
    },
    "code-runner.defaultLanguage": "c"
}

总结

安装好 vscode 及插件, 然后拷贝文件到两种配置位置:

• 拷贝4个json文件, 扔到工作目录(自己写代码的目录)的 .vscode 文件夹下[推荐!]
• 或后3个json文件, 扔到用户的个人文件夹下: C:\Users\zhw\AppData\Roaming\Code\User\

搞定!

为了方便学生, 上课前将上述4个文件打个包,直接让学生下载即可:

链接: https://pan.baidu.com/s/15flVkSeWtaRUFBGoIfHlIQ

提取码: fxcs