在 Windows 上 搭建基于 VSCode 的编程竞赛 C++ 环境

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信息学奥赛

1374 字
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15 分钟

C++ IDE 有很多，比较著名的有 JetBrains Clion，Visual Studio（MSVC），Code::Blocks，Dev-C++。

但是这些 IDE 要么更新缓慢甚至停更（我说的就是你，Dev-C++），要么体量过大不适合竞赛编程（再次吐槽 JetBrains，一下给我吃掉 10GB 硬盘）。

而 Visual Studio Code 有两点好处，一是足够轻量（支持单文件编译，启动速度 <2s），二是支持数以万计的拓展，因此我们选择 VSCode 作为开发环境。

安装软件

我们需要安装以下几个软件：

  • TDM-GCC
  • LLVM Clang
  • Visual Studio Code 本体、各种拓展
  • Competitive Companion 浏览器拓展

TDM-GCC

访问 Download | tdm-gcc，选择 tdm64-gcc-10.3.0-2.exe，下载完毕后打开进行安装。

在第一界面取消勾选 Check for updated files on the TDM-GCC server，然后点击 Create 开始安装。

在 Installation Directory 处填入 C:\TDM-GCC-64，随后一直无脑下一步即可。

LLVM Clang

访问 Release LLVM Latest · llvm/llvm-project，选择 LLVM-xx.x.x-win64.exe 进行下载。

注意在 Install Options 界面，选择 Add LLVM to the System PATH for all users。

其他选项保持默认，点下一步即可。

Visual Studio Code

访问 Visual Studio Code - Code Editing. Redefined，选择 Download for Windows，下载安装包并安装。

至于是否添加 Code 到 PATH，看个人喜好。如果你想要在终端使用 code . 用 VSCode 打开当前文件夹的话请勾选。

VSCode 安装好后，我们在侧栏选择拓展，安装以下必选拓展：

  • Better C++ Syntax（jeff-hykin.better-cpp-syntax）
  • C/C++（ms-vscode.cpptools）
  • Chinese (Simplified) (简体中文) Language Pack（MS-CEINTL.vscode-language-pack-zh-hans）
  • Clang-Format（xaver.clang-format）
  • clangd（llvm-vs-code-extensions.vscode-clangd）
  • CMake（twxs.cmake）
  • Competitive Programming Helper（DivyanshuAgrawal.competitive-programming-helper）
  • Console Pauser（Guyutongxue.pause-console）
  • Error Lens（usernamehw.errorlens）

至于主题、文件图标看个人喜好，我选用的是 One Dark Pro 和 Material Icon Theme。

Competitive Companion

访问 Competitive Companion - Chrome 应用商店 安装即可。

配置

配置 VSCode C++

在你的硬盘上新建一个文件夹，作为你的 工作目录，之后的所有操作（包括写题）均在这个文件夹下。

在工作目录下新建 .vscode 文件夹，写入以下几个文件：

1. c_cpp_properties.json

{
  "configurations": [
    {
      "compilerPath": "C:\\TDM-GCC-64\\bin\\g++.exe",
      "cppStandard": "c++14",
      "includePath": [
        "${{workspaceFolder}}/**"
      ],
      "intelliSenseMode": "windows-gcc-x64",
      "name": "Win32"
    }
  ],
  "version": 4
}
JSON

2. launch.json

{
  "configurations": [
    {
      "MIMode": "gdb",
      "args": [],
      "cwd": "${fileDirname}",
      "env": {
        "PATH": "C:\\TDM-GCC-64\\bin;${env:PATH}"
      },
      "environment": [],
      "externalConsole": true,
      "internalConsosleOptions": "neverOpen",
      "miDebuggerPath": "C:\\TDM-GCC-64\\bin\\gdb.exe",
      "name": "Single File Debug",
      "preLaunchTask": "Single File Build (Debug)",
      "program": "${fileDirname}\\${fileBasenameNoExtension}.exe",
      "request": "launch",
      "setupCommands": [
        {
          "description": "Enable pretty-printing for gdb",
          "ignoreFailures": true,
          "text": "-enable-pretty-printing",
        }
      ],
      "stopAtEntry": false,
      "type": "cppdbg"
    }
  ],
  "version": "0.2.0"
}
JSON

3. settings.json

{
    "cph.general.defaultLanguage": "cpp",
    "cph.general.defaultLanguageTemplateFileLocation": ".../template.cpp",    // 这是你的模板文件路径
    "cph.general.firstTime": false,
    "cph.language.cpp.SubmissionCompiler": "GNU G++14 6.4.0",   // 使用 C++14 标准
    "cph.language.cpp.Args": "-std=c++14 -O2",
    "C_Cpp.default.compilerPath": "C:\\TDM-GCC-64\\bin\\g++.exe",
    "C_Cpp.default.intelliSenseMode": "windows-gcc-x64",
    "C_Cpp.codeAnalysis.runAutomatically": true,
    "errorLens.enabledDiagnosticLevels": [
        "error",
        "warning",
        "info",
        "hint"
    ],
    "search.useIgnoreFiles": false,
}
JSON

注意在第 2 行填入你的缺省源文件路径

4. tasks.json

{
  "options": {
    "env": {
      "Path": "C:\\TDM-GCC-64\\bin;${env:Path}"
    }
  },
  "tasks": [
    {
      "args": [
        "${file}",
        "-o",
        "${fileDirname}\\${fileBasenameNoExtension}.exe",
        "-std=c++14",
        "-Wall",
        "-Wextra",
        "-O2",
        "-static-libgcc",
        "-static-libstdc++",
        "-Wl,-stack=134217728"
      ],
      "command": "C:\\TDM-GCC-64\\bin\\g++.exe",
      "group": {
        "isDefault": true,
        "kind": "build"
      },
      "label": "Single File Build",
      "presentation": {
        "clear": true,
        "echo": false,
        "focus": false,
        "panel": "shared",
        "reveal": "silent",
        "showReuseMessage": false
      },
      "problemMatcher": "$gcc",
      "type": "process"
    },
    {
      "args": [
        "-g",
        "${file}",
        "-o",
        "${fileDirname}\\${fileBasenameNoExtension}.exe",
        "-std=c++14",
        "-Wall",
        "-Wextra",
        "-static-libgcc",
        "-static-libstdc++",
        "-Wl,-stack=134217728"
      ],
      "command": "C:\\TDM-GCC-64\\bin\\g++.exe",
      "group": {
        "isDefault": true,
        "kind": "build"
      },
      "label": "Single File Build (Debug)",
      "presentation": {
        "clear": true,
        "echo": false,
        "focus": false,
        "panel": "shared",
        "reveal": "silent",
        "showReuseMessage": false
      },
      "problemMatcher": "$gcc",
      "type": "process"
    },
    {
      "args": [],
      "command": "${fileDirname}\\${fileBasenameNoExtension}.exe",
      "dependsOn": "Single File Build",
      "label": "Run & Pause",
      "options": {
        "cwd": "${fileDirname}",
        "env": {
          "Path": "C:\\TDM-GCC-64\\bin;${env:Path}"
        }
      },
      "presentation": {
        "clear": true,
        "echo": false,
        "focus": false,
        "panel": "shared",
        "reveal": "never",
        "showReuseMessage": false
      },
      "problemMatcher": [],
      "type": "pause-console"
    }
  ],
  "version": "2.0.0"
}
JSON

配置 Clangd、Clang-Format 拓展

点击左下角打开设置，在搜索框搜索配置项并进行更改：

  1. clangd.path：更改为 C:\Program Files\LLVM\bin\clangd.exe
  2. clang-format.executable：更改为 C:\Program Files\LLVM\bin\clang-format.exe
  3. clang-format.style：更改为 file:C:\Users\<电脑用户文件夹>\.clang-format
  4. C_Cpp.intelliSenseEngine：更改为 disabled
  5. @lang:cpp editor.defaultFormatter：更改为 Clang-Format

配置 Clangd Configuration

按 F1 键，输入 clangd: Open user configuration file，打开 clangd 的 config.yaml，填入以下内容：

CompileFlags:
  Add:
    - "-target"
    - "x86_64-pc-windows-gnu"
    - "--gcc-toolchain=C:/TDM-GCC-64"
    - "-stdlib=libstdc++"
    - "-Wall"
    - "-Wextra"
    - "-std=c++14"
    - "-IC:/TDM-GCC-64/include"
    - "-LC:/TDM-GCC-64/lib"
    - "-static"
    - "-Wno-deprecated-declarations"
  Compiler: g++

Diagnostics:
  UnusedIncludes: None
  MissingIncludes: Strict

InlayHints:
  Enabled: true
  ParameterNames: true
  DeducedTypes: true
  Designators: true

Completion:
  AllScopes: true
YAML

配置 Clang-Format Configuration

在 C:\Users\<电脑用户文件夹>\ 下新建一个文件 .clang-format，填入以下内容：

BasedOnStyle: Google
IndentWidth: 4
ColumnLimit: 100
AllowShortBlocksOnASingleLine: Never    # 禁止代码块在单行显示
SortIncludes: Never     # 保持 include 顺序不变
MaxEmptyLinesToKeep: 1  # 最多保留1个空行
YAML

测试环境

在工作目录下新建 hello.cpp，写一段 Hello World 程序。

然后你就可以发现 Clangd 为 C++ 提供了：

  • 完整的补全
  • 动态语法分析、错误检查（未定义、未使用、作用域错误、隐式类型转换，基于 Clang-tidy）
  • 实时自动 #include（这个程序里的所有 include 都是 clangd 自动添加的，只需要按一下 Tab 即可）
  • 函数参数名提示
  • 类型提示（如 auto 关键字自动推算类型）
  • ……

如果需要格式化代码，只需要按 Shift+Alt+F。

如果需要常规运行，只需要按 F6，如果需要调试，设置好端点后可按 F5 开始调试。

Competitive Programming Helper & Competitive Companion

在浏览器打开一道题，点击拓展栏 Competitive Companion 的图表，会发现样例等内容已经自动传输到了 VSCode，可以直接测试。

Why Clangd?

在上面的配置步骤中你可能发现我故意将微软 C/C++ 拓展的 Intellisence 引擎关闭了，那为什么使用 Clangd 而不是 Cpptools（微软 C/C++ 提供的引擎）？

首先，Clangd 能提供更多的功能，比如自动添加头文件、精确重命名符号、类型提示等，而这些是 Cpptools 没有的。

其次，Cpptools 延迟太高，有的时候打完代码要等大约 1~2 秒才能让 Intellisence 引擎反应过来，而 Clangd 的延迟基本能控制在 0.5 秒以内。

最后就是，用过 Cpptools 的，看一下 "%USERPROFILE%\AppData\Local\Microsoft\vscode-cpptools" 占了多少空间？基本上写上十几个题就能达到 3~5 GB，这些缓存还没有提示，用着用着 C 盘就满了。

Clang 同时也是 JetBrains Clion 的标配引擎。

此作品（在 Windows 上 搭建基于 VSCode 的编程竞赛 C++ 环境）基于 CC-BY-NC-SA 4.0 协议授权。

转载请注明来源：作者：CodeZhangBorui，链接：https://codezhangborui.com/2024/11/build-cpp-dev-env-on-windows/

C++
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