本文基于VS Code官方文檔，詳細介紹如何在macOS系統下配置Clang/LLVM編譯器與VS Code的C++開發環境。通過本文，你將學會如何搭建開發環境、創建并調試C++程序，適合C++初學者和需要在macOS上進行C++開發的開發者。

前提條件

在開始配置前，請確保你的系統已滿足以下要求：

1. 安裝Visual Studio Code：從VS Code官網下載并安裝最新版本
2. 安裝C++擴展：打開VS Code后，在擴展面板（??X）中搜索"C++"并安裝Microsoft官方的C/C++擴展

3. 驗證Clang安裝：macOS通常預裝了Clang編譯器，可通過終端驗證：

clang --version

如果未安裝Clang，終端會提示安裝命令行開發者工具，或直接運行：

xcode-select --install

創建Hello World項目

1. 初始化項目文件夾

打開終端，執行以下命令創建項目目錄并在VS Code中打開：

mkdir projects
cd projects
mkdir helloworld
cd helloworld
code .

code .命令會在當前目錄啟動VS Code，該目錄將作為你的工作區。

2. 創建源代碼文件

在VS Code的文件資源管理器（??E）中：

• 點擊"新建文件"按鈕

• 命名為helloworld.cpp
• 粘貼以下代碼：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>using namespace std;int main()
{vector<string> msg {"Hello", "C++", "World", "from", "VS Code", "and the C++ extension!"};for (const string& word : msg){cout << word << " ";}cout << endl;
}

按?S保存文件。注意你的文件會顯示在VS Code的文件資源管理器視圖中：

建議啟用自動保存功能（文件 > 自動保存）以避免丟失代碼。

探索IntelliSense功能

IntelliSense是幫助你更快更高效編碼的工具，提供代碼補全、參數信息、快速信息和成員列表等功能。

要查看IntelliSense的實際效果，將鼠標懸停在vector或string上查看其類型信息。當你在第10行輸入msg.時，可以看到IntelliSense生成的推薦成員函數列表：

你可以按Tab鍵插入選中的成員。添加開括號時，會顯示函數所需參數的信息。

如果IntelliSense尚未配置，打開命令面板（??P）并輸入"Select IntelliSense Configuration"，從編譯器下拉列表中選擇Use clang++進行配置。

運行helloworld.cpp

確保helloworld.cpp是活動文件，點擊編輯器右上角的播放按鈕：

從系統檢測到的編譯器列表中選擇"C/C++: clang++ build and debug active file"：

首次運行helloworld.cpp時才會要求選擇編譯器，此編譯器將作為tasks.json文件中的"默認"編譯器。

構建成功后，程序輸出將顯示在集成調試控制臺中：

恭喜！你已在VS Code中成功運行第一個C++程序！

理解tasks.json

首次運行程序時，C++擴展會在項目的.vscode文件夾中創建tasks.json，用于存儲構建配置。

macOS上的tasks.json示例：

{"tasks": [{"type": "cppbuild","label": "C/C++: clang++ build active file","command": "/usr/bin/clang++","args": ["-fcolor-diagnostics","-fansi-escape-codes","-g","${file}","-o","${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}"],"options": {"cwd": "${fileDirname}"},"problemMatcher": ["$gcc"],"group": {"kind": "build","isDefault": true},"detail": "Task generated by Debugger."}],"version": "2.0.0"
}

關鍵設置說明：

• command: 指定要運行的程序（此處為clang++）
• args: 傳遞給clang++的命令行參數，按編譯器期望的順序指定
• label: 任務列表中顯示的名稱，可根據個人偏好設置
• detail: 任務列表中任務的描述，可更新以區分相似任務
• problemMatcher: 用于在編譯器輸出中查找錯誤和警告的輸出解析器

從現在開始，播放按鈕將始終從tasks.json讀取構建和運行程序的方式。你可以在tasks.json中定義多個構建任務，標記為默認的任務將被播放按鈕使用。

調試helloworld.cpp

設置斷點并開始調試

返回helloworld.cpp使其成為活動文件，通過點擊編輯器邊距或在當前行使用F9設置斷點：

從播放按鈕旁邊的下拉菜單中選擇"Debug C/C++ File"：

從系統檢測到的編譯器列表中選擇"C/C++: clang++ build and debug active file"（首次運行或調試helloworld.cpp時才會要求選擇）：

你將看到任務執行并在終端窗口中打印輸出：

播放按鈕有兩種模式：“Run C/C++ File"和"Debug C/C++ File”，默認為上次使用的模式。如果播放按鈕上顯示調試圖標，可直接點擊進行調試。

探索調試器

開始單步執行代碼前，注意用戶界面的幾個變化：

• 集成終端出現在源代碼編輯器底部，調試控制臺選項卡顯示調試器運行的輸出
• 編輯器高亮顯示開始調試前設置斷點的行：

• 活動欄中的"運行和調試"視圖顯示調試信息
• 代碼編輯器頂部出現調試控制面板，可通過抓住左側的點在屏幕上移動：

單步執行代碼

現在準備開始單步執行代碼：

選擇調試控制面板中的"單步跳過"圖標，使for (const string& word : msg)語句高亮顯示：

"單步跳過"命令會跳過創建和初始化msg變量時vector和string類中的所有內部函數調用。注意"變量"窗口中的變化，msg的內容現在可見，因為該語句已完成。

再次按"單步跳過"前進到下一條語句（跳過初始化循環執行的所有內部代碼），現在"變量"窗口顯示循環變量的信息。

再次按"單步跳過"執行cout語句。

如果愿意，可以繼續按"單步跳過"直到向量中的所有單詞都打印到控制臺。如果好奇，可以按"單步進入"按鈕單步執行C++標準庫的源代碼！

設置監視

你可能希望跟蹤程序執行時變量的值，可以通過設置變量監視來實現。

在"監視"窗口中，選擇加號并在文本框中輸入word（循環變量的名稱）。單步執行循環時查看"監視"窗口：

注意：只有當程序執行在變量的作用域內時，才能看到監視變量的值。例如，循環變量只有在程序執行循環時才可用。

你還可以在程序暫停時將鼠標懸停在任何變量上快速查看其值：

使用launch.json自定義調試

使用播放按鈕或F5調試時，C++擴展會動態創建調試配置。

在某些情況下，你可能需要自定義調試配置，例如指定運行時傳遞給程序的參數。你可以在launch.json文件中定義自定義調試配置。

要創建launch.json，從播放按鈕下拉菜單中選擇"Add Debug Configuration"：

然后會看到各種預定義調試配置的下拉列表，選擇"C/C++: clang++ build and debug active file"。

VS Code會創建launch.json文件，內容如下：

{"configurations": [{"name": "C/C++: clang++ build and debug active file","type": "cppdbg","request": "launch","program": "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}","args": [],"stopAtEntry": false,"cwd": "${fileDirname}","environment": [],"externalConsole": false,"MIMode": "lldb","preLaunchTask": "C/C++: clang++ build active file"}],"version": "2.0.0"
}

program設置指定要調試的程序，此處設置為活動文件文件夾（${fileDirname}）和活動文件名（${fileBasenameNoExtension}），如果helloworld.cpp是活動文件，則為helloworld。args屬性是運行時傳遞給程序的參數數組。

默認情況下，C++擴展不會在源代碼中添加任何斷點，stopAtEntry值設置為false。將stopAtEntry值更改為true可使調試器在啟動調試時在main方法處停止。

確保preLaunchTask值與tasks.json文件中構建任務的label匹配。

從現在開始，播放按鈕和F5將在啟動程序進行調試時讀取launch.json文件。

添加其他C/C++設置

要更全面地控制C/C++擴展，可以創建c_cpp_properties.json文件，允許你更改編譯器路徑、包含路徑、編譯所用的C++標準（如C++17）等設置。

從命令面板（??P）運行命令"C/C++: Edit Configurations (UI)"，打開C/C++配置UI：

這將打開C/C++配置頁面：

Visual Studio Code將這些設置放在/.vscode/c_cpp_properties.json中，直接打開該文件，內容如下：

{"configurations": [{"name": "Mac","includePath": ["${workspaceFolder}/**"],"defines": [],"macFrameworkPath": ["/Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/System/Library/Frameworks"],"compilerPath": "/usr/bin/clang","cStandard": "c11","cppStandard": "c++17","intelliSenseMode": "macos-clang-arm64"}],"version": 4
}

只有當程序包含不在工作區或標準庫路徑中的頭文件時，才需要修改"Include path"設置。

常見問題及解決方法

編譯器和鏈接錯誤

最常見的錯誤（如undefined _main或attempting to link with file built for unknown-unsupported file format等）發生在啟動構建或調試時helloworld.cpp不是活動文件。這是因為編譯器試圖編譯不是源代碼的文件，如launch.json、tasks.json或c_cpp_properties.json文件。

如果看到提及"C++11 extensions"的構建錯誤，可能是因為你沒有更新tasks.json構建任務以使用--std=c++17的clang++參數。默認情況下，clang++使用C++98標準，不支持helloworld.cpp中使用的初始化方式。確保用"運行helloworld.cpp"部分提供的代碼塊替換tasks.json文件的全部內容。

終端無法啟動輸入

在macOS Catalina及更高版本上，即使設置了"externalConsole": true，也可能無法輸入內容。終端窗口會打開，但實際上不允許輸入任何內容。

此問題目前在#5079中跟蹤。

解決方法是讓VS Code啟動終端一次。你可以通過在tasks.json中添加并運行以下任務來實現：

{"label": "Open Terminal","type": "shell","command": "osascript -e 'tell application \"Terminal\" to do script \"echo hello\"'","problemMatcher": []
}

通過"終端 > 運行任務…"并選擇"Open Terminal"來運行此特定任務。

接受權限請求后，調試時應顯示外部控制臺。

后續步驟

• 探索VS Code用戶指南
• 查看C++擴展概述
• 創建新工作區，復制.json文件，調整新工作區路徑、程序名稱等必要設置，開始編碼！