课前：准备开发与调试环境 ¶

下面的块以 Online GDB 为例，展示在线 IDE 的用法。配好环境的同学也可以看一看，因为你可能偶尔临时用到一个没有配置环境的电脑，这时使用在线 IDE 最为便捷。

Shell 使用拾遗 ¶

本节我们要认识一个即将成为你的老朋友的东西——Shell。下面是同学们接下来会经常见到的几个名词：

• Terminal 终端：下图中，这个窗口就是 Windows Terminal。它负责接收你的输入，把输入传递给 Shell，然后把 Shell 的输出显示给你。你可以从图中看到，一个 Terminal 可以连接到多个 Shell，就像一台显示器可以连接到多台电脑一样。把 Terminal 理解为键盘和显示器就好。
• Shell 命令解释器：接收你给出的命令、执行并给出响应的，就是 Shell。如果把 Terminal 理解为键盘和显示器，那么 Shell 就是主机。
• Prompt 提示符：Shell 会给你一个提示符，告诉你它已经准备好接收你的命令了。在 Linux 中，提示符一般是 $。下面的图中，bowling 那一块就是提示符（我做了一些美化）。
• Command Line Interface 命令行交互界面：当我们使用文本命令与计算机交互时，我们就在使用 CLI。这与我们日常生活中使用鼠标的图形交互界面（Graphical User Interface，GUI）不同。

真正意义上的 Terminal

在计算机发展的早期阶段，还没有像现在的 Windows 这样的图形用户界面。那时人们使用终端与计算机交互。

Terminal 和 Shell 的例子

这张图展示了 Windows Terminal 和 Powershell。

Terminal 和 Shell 的关系

可以将 Terminal 理解成显示器，将 Shell 理解成电脑主机。

运行与终端 ¶

在 Windows 上如何打开 Terminal 呢？

运行窗口

使用 Win + R 组合键，将会出现图中的窗口。可以在其中输入命令运行，即使是 Windows XP 都可以使用。

命令提示符 CMD

在运行窗口中输入 cmd 后回车，就会出现命令提示符。命令提示符是 Windows 最基本的 Shell（与 Linux 的 bash 同等地位），但是功能及其有限，一般不用。

Powershell

Powershell 简称 pwsh，是 Windows 的新一代命令解释器。它的功能强大，但语法和我们将要学习且最常用的 Linux Shell 大不相同。我们在 Windows 上经常使用 pwsh，但不用花时间去学习它。

Windows Terminal

这是 Windows 上最好的 Terminal，对各种 Shell 的显示效果都支持的很好。在 Microsoft Store 中搜索 Terminal，出现图中的选项，然后选择安装即可。它对应于 macOS 上的 iTerm。今后学习 ssh 时，你还可能会接触到 Termius。

在比较新版本的 Windows 中，Win 键打开菜单之后输入字符能够搜索到对应程序，除了常用的应用程序以外，启动 cmd.exe 也可以这样进行，效果和 Win + R 相同。

WSL 安装简单引导（可选）¶

推荐装一装，如果主力机是 Windows 在以后将对 WSL 有较大需求

WSL，全称 Windows Subsystem for Linux（适用于 Linux 的 Windows 子系统），是一项允许开发者不依靠单独的虚拟机或双启动 (dual booting) 而在 Windows 上运行 Linux 环境的功能。

安装：以 Ubuntu 为例 ¶

在这里以在 Windows11 上安装 WSL2 Ubuntu 为例介绍最简单的安装流程，详细的信息可以参考官方文档 Install Linux on Windows with WSL 或者它的中文版。

Ubuntu 是 Linux 的一种发行版本，在这里就不对 Linux 的众多发行版本进行介绍和评价了。有能力和想法的同学可以自己对照教程安装其他发行版，比如在终端输入 wsl --list --online 可以看到所有可以选择的 Linux 发行版

注意安装 WSL 的先决条件：Windows 版本不低于 Windows 10 20H2（Build 19042）或者 Windows 11。如果版本太老，请更新到最新版本，如果无法更新可以考虑重装系统。

在 Powershell（管理员）中直接使用如下命令自动安装（注意，每一行命令分别执行，不要多行粘贴执行）：

1
2
3

dism.exe /online /enable-feature /featurename:Microsoft-Windows-Subsystem-Linux /all /norestart
dism.exe /online /enable-feature /featurename:VirtualMachinePlatform /all /norestart
wsl --install

中途可能会弹出两个窗口，显示正在修改什么东西，统统选择“是”。安装完成后，将出现如下界面

• 设置一个用户名，建议全英文无空格
  • 若有空格，将会只取第一个空格前面的内容作为你的用户名
• 输入密码，注意你输入的字符不会在屏幕上显示，需要盲打
  • 如果打了乱七八糟的字符不要慌，确认密码时故意打错会重新让你设置密码
  • 确认密码与输入密码一致才会设置成功

这样就完成了 WSL2 Ubuntu 的安装。

使用终端的一大好处是方便打开 WSL。如下图所示，点击 Ubuntu 22.04.2 LTS 或者使用 Ctrl + Shift + 5 组合键就可以方便地打开 Ubuntu 22.04。当然这是因为我安装的是 Ubuntu 22.04 的缘故，在你们的电脑中显示的应该就是 Ubuntu。

其他 WSL 的使用方法留待你们慢慢探索了，在此不再赘述。

安装 C 语言编译器 ¶

写完了 C 语言代码，我们需要让它变成能跑的程序，这就需要准备 C 语言的编译器支持。以下主要介绍 Windows 系统的配置。

就决定是你了，gcc！¶

自由软件 (free software)，根据自由软件基金会对其的定义，是一类可以不受限制地自由使用、复制、研究、修改和分发的，尊重用户自由的软件。——维基百科

gcc，全称 GNU Compiler Collection，著名的自由软件，被许多现代类 Unix 操作系统采用为标准编译器，但是 Windows 上并不直接支持。我们想要在 Windows 系统上使用，一般得依赖 MinGW 的 gcc，tdm-gcc 也是基于 MinGW 的 gcc 来的。

Windows 小白教程之 tdm-gcc ¶

前面选择了 WSL 的同学可以自行配置，然后再看第 3 节。Mac 用户可以直接看第 3 节。

可以按照老师的视频教程下载 tdm-gcc，目前最新版为 gcc 10.3.0。

需要判断自己的 Windows 是 64 位系统还是 32 位系统（现在一般都是 64 位系统）。

Windows 11Windows 10

点击 Win 键，输入“关于”，如下图所示。打开“关于你的电脑”后就可以看到电脑是不是 64 位了，新电脑一般都是 64 位。

桌面找到“此电脑”，右键属性

可以看到是 64 位系统还是 32 位系统。

64 位系统直接下载 tdm64-gcc-10.3.0-2.exe 安装即可，32 位则选择 tdm-gcc-10.3.0.exe。

准备安装。对于零基础的同学，电脑里应该还没装过 tdm-gcc，选择 create 即可。

接下来就是根据 64/32 位系统选择对应的版本

选择安装路径，推荐零基础同学选择默认路径（如 64 位的 C:\TDM-GCC-64）

接下来是要认真考虑的页面。

• 可选的安装项
  • 可以全选。如果确定不需要一些东西可以不选，比如确定自己不会再需要调试 32 位程序的话可以不选 gdb32。
• Start Menu items
  • 看个人意愿，可以不选
• Add to PATH
  • 建议选上。如果不选或者忘选了，将会需要自己配置 tdm-gcc 的环境变量路径。

如果希望用更新版本的 gcc 可以使用 winlibs 编译的 mingw-gcc，或者你可以自己选择。

测试 gcc 是否正确安装 ¶

gcc: fatal error: no input files
compilation terminated.

gcc.exe (tdm64-1) 9.2.0
Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

sudo apt install gcc

gcc: fatal error: no input files
compilation terminated.

gcc (Ubuntu 11.2.0-19ubuntu1) 11.2.0
Copyright (C) 2021 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

clang: error: no input files

Apple clang version 14.0.3 (clang-1403.0.22.14.1)
Target: x86_64-apple-darwin22.6.0
Thread model: posix
InstalledDir: /Library/Developer/CommandLineTools/usr/bin

Windows 修改环境变量 ¶

Windows 用户环境变量配置出现问题了才需要看这一小节

检查一下环境变量，Win + R 键输入 sysdm.cpl 后回车，会出现 “系统属性” 界面，选择 “高级”，如下图所示：

打开环境变量，在 “系统变量” 或者 “用户变量” 中找到 PATH 变量，在其中增加一项 tdm-gcc 的路径。例如你如果默认安装 tdm-gcc，那么路径可能就是 C:\TDM-GCC-64\bin。

VSCode 安装与配置 ¶

VSCode 的全称是 Visual Studio Code，注意它和 Visual Studio 完全是两个东西

在这里仅介绍 Visual Studio Code 的安装。除了老师的视频之外，大家安装配置时还可以参考 GZTime 的教程，对于初学者来说还不错。

安装 ¶

VSCode 直接从官网选择自己平台对应的安装包下载就行

插件安装 ¶

打开 VSCode 后，在左侧竖栏寻找下面这个图标：

点击这个图标就进入了插件管理。建议可以安装下面两个插件：

• C/C++: 微软自家的插件，可用于语法识别、代码高亮

• Chinese(Simplified): 界面汉化插件（可选）

安装汉化插件后可能需要你手动切换显示语言。Ctrl + Shift + P，出现的搜索框中输入 Configure，选择 Configure Display Language。

随后再选择“中文 ( 简体 )”就可以完成界面汉化了。

英语基础不太好的同学有困难可以使用，英语基础比较好以及想要在日常实践中学习英语的同学建议跳过这一步。

VSCode 使用的一个简单示例 ¶

这里为想要尽快上手的同学提供一个简单的使用示例。打开 VSCode（打开时没有指定工作目录），将会出现如下的窗口：

工作目录，指某个专门存放你用于某个目的的文件的文件夹。例如你可能会建立一个文件夹，专门存放所有与第一次作业相关的代码、文档、配置文件等，在你为完成第一次作业而工作时，这个文件夹就是你的工作目录

点击左侧的 Open Folder，选择一个目录作为你的工作目录，一般会把你这个窗口所要处理的所有文件放置在这里。顶栏 Terminal > New Terminal（或终端 > 新建终端）打开 VSCode 的内部终端，功能大致与命令提示符 / 终端相同。

下图就是打开了工作目录并新建了终端的界面状态。

鼠标移动到工作区，按 New File 键可以新建文件，旁边有新建文件夹按键。当然，直接在左侧工作目录右键也可以新建文件 / 文件夹。

创建 test.c，输入 Hello World 的代码并保存文件。然后在终端输入以下命令并执行：

gcc test.c

在不同的系统将会生成不同的编译产物。

./a.exe

./a.out

以下展示在 macOS 上的执行结果：

这里有几个注意点：

• 记得保存文件后再 gcc 编译，可以考虑开启自动保存
  • 如下图所示，找到左下角的齿轮点击后选择 Setting 或者设置，出现的设置页面中搜索 auto 可以找到如图所示的 Auto Save 设置项，设置为 afterDelay 即可
  • afterDelay 是对文件做出修改就实时保存，如果嫌保存频率过高可以选择 onFocusChange 或者 onWindowsChange
  • 我本人使用的是 onFocusChange，这样移动到终端准备编译运行时源代码文件就会自动保存，既自动保存又不会保存太频繁

• 建议工作目录和文件名全英文，给出以下几个反面案例：
  • 文件名 作业.c
  • 工作目录 编程
  • 工作目录叫 Coding，但是绝对路径是 D:/学习资料/Coding
• 可以指定编译生成的文件名，比如你想要输出文件名为 hello.exe，就可以执行

  gcc test.c -o hello.exe
  

• 更多的 gcc 选项和 VSCode 扩展功能留待你们探索

VSCode + WSL（可选）¶

前面选择安装了 WSL 的使用 Windows 主力机的同学可以参考一下，非常有用的功能

以下引导主要按照 Microsoft 的官方文档，也可以参考其中文版。

从 VSCode 连接到 WSL ¶

安装 WSL 插件，如下图所示：

或者你也可以像官方文档那样，直接安装整个 Remote Development 扩展包：

其中不仅有 WSL，还包括另外三个非常有用的远程开发插件。

• Ctrl + Shift + P，在出现的命令框中输入 WSL，选择 WSL: Connect to WSL in New Window（或 WSL: 在新窗口中连接到 WSL）
• 将打开一个新的 VSCode 窗口，里面已经连接到默认的 WSL 环境

如果需要在本窗口连接到 WSL，或连接到非默认的 WSL 所安装的其他 Linux 发行版，可以选择其他 WSL 的命令

注意上图左下角所显示的状态，表明已经连接到 WSL 所安装的 Ubuntu-22.04，接下来的开发操作和上一节就区别不大了。

从 WSL 启动 VSCode ¶

确保你已经将 VSCode 添加到 PATH 环境变量中。如果已经添加，那么直接在 WSL 的命令行中你所希望作为工作目录的位置执行

code .

就可以打开 VSCode，连接到 WSL 并且打开该目录作为工作目录。. 在这里表示当前目录即 pwd，如果将它替换成其他目录的路径也是可以将其打开作为工作目录的。

如果你还未将 VSCode 添加到 PATH 环境变量中，那该功能将无法使用，需要你手动添加 VSCode 到 PATH 环境变量。例如你的 Windows 用户名是 ZTM，并把 VSCode 安装在默认目录，那么需要将 C:\Users\ZTM\AppData\Local\Programs\Microsoft VS Code\bin 加入到 PATH 环境变量，参考 Windows 修改环境变量章节。