C++自救指南-工具篇
工欲善其事，必先利其器。
人和动物最大的区别就是使用工具，磨刀不误砍柴工。
本篇章中我将会介绍一些学习和开发上常用的工具，供大家参考。
# 大语言模型
作为新时代的码农，也必须要学会使用新时代的工具—ChatGPT
从 jyy 2024 年 OS 课程第一节中截取了一段话：
chatGPT 的出现，大大降低了我们获取 相对“正确” 知识的难度。
在过去，当你有一个技术上的问题，你需要依靠搜索引擎搜索关键词，需要一个一个点开网页，忍受着各种低质量回答，被各种无关内容打扰，最后在茫茫互联网中找到你想要的，那个也许“正确”的 答案。
在过去，阅读那些经典技术书籍时，你需要忍受极其糟糕的翻译质量，试图理解它晦涩难懂的行文逻辑，有时读了半天不知所云，也找不到人与你交流讨论。
在过去，当你面对超长的编译报错，你只能抓耳挠腮，就算寻求搜索引擎的帮助，往往在短时间内也很难遇到和你完全一致的问题及其解决办法（除非过于简单）。
But Now， 大人， 时代变了！
现在，只需要提供一个好的问题，模型就会给你一个相对“正确”的答案。
现在，遇到一个新的技术问题，你可以尝试咨询一下通义：
现在，阅读一本书，可以直接扔给文心，然后向它诉说你心中的任何疑问：
现在，面对令人烦恼的错误日志，不妨交给 GPT，让它帮你寻找解决方案：
我特地使用了三种模型来举上面的例子，事实上，它们在处理类似问题时都有着不错的表现，无非是谁做的更好罢了。选择一个你觉得好用的产品使用即可。生成内容的质量，可不仅仅依赖于模型的好坏，有时也需要思考一下，你有没有提出一个好的问题（Prompt 指南 (opens new window)）。
就同 jyy 说的那样，在这个新时代，学习从未如此之高效，因材施教在一定程度上得以实现！
如果你还没有体验过这类新时代的工具，不妨尝试一下，说不定会给你带来别样的惊喜～
# 编译及编译相关工具
- gcc/g++ or clang： 编译套件，我只用过 gcc，如果你对另外一个感兴趣，可以自行百度。
- Makefile: Makefile 20 分钟入门，简简单单，展示如何使用 Makefile 管理和编译 C++ 代码_哔哩哔哩_bilibili (opens new window)
- CMake，用来生成 Makefile：CMake 6 分钟入门，不用再写复杂的 Makefile_哔哩哔哩_bilibili (opens new window)
好了，编译相关的核心工具都在上面啦，只要掌握 cmake 的使用，市面上 80% 以上的开源项目你都能搞定。
关于 Makefile 和 CMake 的学习路线，我认为在新时代下，能借助新工具解决的问题，就不要自己从头开始研究。把你的项目结构告诉 chatGPT，或者文心一言，通义千问等国产大模型，让他帮你写。在学习的过程中，久而久之，你也就会了。
# 其他编译工具
如果你对上面的编译套件还不太满意，也许可以尝试下面两个：
xmake: 国产之光，听说支持无缝转换cmake xmake.io (opens new window)
Bazel: 谷歌的编译工具,支持多语言 bazel.build (opens new window)
# Linux平台搭建
本篇章主要面向 Linux 环境，一些只在Win端开发的特殊岗位（游戏客户端等）直接忽视。
Linux C++通常需要涉及到系统编程，所以搭建一个 Linux 环境是一件很重要的事情。
最常用的两个：Ubuntu 或者 CentOS，任选其一即可，对于新手来说区别不大（不过学生党用 Ubuntu 的貌似多一些）
# Windows 用户
对于Windows平台作为主力的萌新来说（大多数人），前期就不要花里胡哨地鼓捣新奇玩意了，虚拟机就是你最好的伙伴。类似的教程，网上一大堆，再不济你还可以问 GPT， 这里给出一个视频，照着学就完了。
05_VMware 的功能和作用_哔哩哔哩_bilibili (opens new window)
当你 Linux 稍微熟悉以后，也许你会开始对微软的 WSL 开始感兴趣，下面会给出官方链接，如果因为网络问题下载非常慢，那么也许你应该考虑一下更 “科学” 的下载方式。安装 WSL (opens new window)
# Mac 用户
MacOS 本身就是类 Unix 系统，也就是说 POSIX 兼容， 所以在学习的整个过程当中，如果你愿意的话，都可以直接在本地环境进行开发。 但是，但是，当学到一些 Linux 特殊且重要的系统调用“方言”时（说的就是你 Epoll），你还是不免需要一个 Linux 环境（Mac 有类似方言：kqueue）。 Mac 上也有类似的虚拟机，Appstore 中搜一下，很多。macOS 使用 VMware Fusion 安装 Ubuntu 桌面版_哔哩哔哩_bilibili (opens new window)
# 云服务器
当然，你还可以选择买一个云主机使劲折腾，各大厂商对学生都会推出非常便宜的年包方案，新用户 100 块一年，四舍五入那就是白嫖啊！
https://cloud.tencent.com (opens new window)
https://cn.aliyun.com (opens new window)
# Docker 构建开发环境
如果上面的所有选项你都不满意，那么不妨尝试一下使用 Docker 来搭建你的 Linux 开发环境吧（这也是我目前的在用的方案）
下面的视频也许会帮到你。
在 Mac 和 Windows 下使用 VSCode+Docker 快速搭建 Linux C++ 开发环境_哔哩哔哩_bilibili (opens new window)
搭建环境的同时又能学习到新工具，我们 cpper 真的是太 会折腾 厉害了呢 ～
# IDE 选择
摆在 C++ 新人面前最大的难题，可能就是工具的选取问题；cpper 常用的开发环境大致分为 3 类：
- 摆烂派：Visual Studio or CLion
宇宙最强 IDE，不用白不用，好处是减少了新人相当多心智负担，坏处？无法满足 cpper 变态般的定制化需求~
老版本的 Visual Studio 基本绑死了 Windows 平台的开发，但是据说新版对远程开发支持相当友好，感兴趣的可以尝试。CLion 没用过，听说很好用，但是根据我使用 Pycharm 的经验，JB 家的远程开发体验一坨，CLion 估计也好不到哪去。本地开发的话，体验应该还是非常好的。 这俩我就不放链接了，一搜一大堆的安装教程。
- 极端派：vi、vim、neovim、nano、Emacs 等
cpper 的最大特点就是喜欢瞎折腾，Visual Studio 和 CLion 自然入不了他们的法眼，上述一众文本编辑器才是他们的最爱，可以极大程度地满足他们对于定制化 IDE 的需求。
如果你实在想体验一下大佬们写代码的方式，可以参考下面视频的方式，自己配置一下。
【Vim 插件整合包】C++/Python 自动补全，模糊查找文件，编译 CMake 工程等_哔哩哔哩_bilibili (opens new window)。
- 中庸派：Visual Studio Code
也就是大名鼎鼎的 vscode 啦(也有人简写成 vsc)~
其实 vscode 本身也就是一个文本编辑器啦，但是丰富的插件让其满足成为一个合格 IDE 的一切条件，丝滑的远程开发体验让人欲罢不能。 目前我接触到的年轻 cpper 基本都选择将它当作自己的主力 IDE。 下面章节我将详细介绍我日常使用的插件，基本可以满足我的日常开发需求。
# Visual Studio Code 开发环境搭建
好啦，终于来到工具篇中最最最重要的环节了，众所周知，每个 cpper 的开发环境，都是摸爬滚打多年沉淀下来的精华。今天在这里给大伙展示一下我沉淀。
首先，你需要搭建好一个 Linux 平台，用虚拟机，用 Docker，用远程服务器都无所谓。假设你有了。
好的，现在打开 vscode，然后在侧边栏找到如下图标（侧边栏如何打开，自行百度，或者问 GPT）：
好的，现在就可以愉快地安装插件啦。
- Remote - SSH
vscode 远程开发滴核心出装，有了它你就可以在远端（虚拟机也算远端）进行开发，就如同本地开发一样丝滑 ～ （具体使用步骤请百度或问 GPT，下同）
- Project Manager
无缝跳转你的本地项目和任意远端项目，用过都说好
- Docker
如果你使用的是 Docker 搭建的环境，这个插件是必不可少的，可以很方便地管理你的容器。
- Dev Containers
让使用 Docker 环境开发变得真正好用的神级插件，让 vscode 拥有可以直接进入容器内的能力，配合 Project Manager，在之后的开发中，你就能无缝切换任意平台的项目了。
好的，上面就是本地环境当中仅需安装的四个插件啦，当你远程进入一个 容器/虚拟机/远程服务器 后，我们来安装远端的插件。
- CMake Tools
用于调试基于 CMake 组织的项目等代码
- clangd
比 vscode 官方 C++ 插件提供更友好的代码跳转和代码补全功能, 如何开启请看链接：
Getting started (opens new window)
使用 clangd 取代 cpptools 作为 vscode 的 C/C++ LSP - 与 MPI 做斗争 - 博客园 (opens new window)
- C/C++
本来有了 clangd 应该不用安这个了才是，但使用 CMake Tools Debug 时打断点，必须要使用到它。。。安一下吧。
- Comate & 通义灵码
新时代的新工具，你的随身代码助手，两个当中下一个就好，目前这俩都是限时免费，且用且珍惜。
vscode 拥有非常活跃的插件市场，这里只是列举出我最常用的几个，其中还有更多好用的插件，等待大伙自己发掘。
或许，你还可以参考下面大佬的配置：
【VS Code】四年功力 一刻掌握 速通 C++ 插件/终端美化/工程管理 懒人必备_哔哩哔哩_bilibili (opens new window)
# 脚手架搭建
这一节，我将使用上一节视频中提到的 github 项目，结合之前介绍的插件，跑通一个 C++ 开发脚手架。
Tips：如果中途遇到任何我在讲解中没有遇到的问题，导致你流程进行不下去，不妨去问问 GPT 看看它是否能给你解决 ～
首先，vscode 先进入一个开发环境，然后打开终端 shell，cd 到一个合适的目录，然后
git clone https://github.com/Codesire-Deng/TemplateRepoCxx.git
好，然后打开这个文件夹：
然后 vscode 就会跳转到刚刚 clone 的项目中（此时你可以使用 Project Manager 保存当前目录，下次打开 vscode 就可以直接跳转到该项目啦），就是下面这个图标。
TemplateRepoCxx 包含了一个标准的 C++ 项目结构：
通常你的 cpp 文件就放在 src 文件夹中，.h 文件放在 include 下，example 存放一些样例代码，test 存放一些测试代码。
# 开始
好，让我们来实现一个最简单的程序，循环打印 5 次 hello world
下面的灰色部分就是通义灵码通过我写的注释，给我联想的代码，按 Tab 键即可采纳。
好，这样就 ok 啦，我们来编译运行一下，打开终端，并 cd 到当前项目。
然后执行下列命令：
mkdir build
cd build
cmake ..
make
问：为什么要创建 build 文件夹?
答： cmake 和 make 都会创建大量文件，为了方便管理，通常都会建立一个 build 文件夹，在文件夹内编译，这样所有文件都限制在了 build 文件夹下。 删除也比较好删。
好了，我们来执行一下吧，在 build 文件夹内，执行（惊！才发现文件名打错了，不重要。。懒得改了）
./src/hello
ok, 就是这么简单。
Tips：删除文件可以尝试不直接使用 rm，而是使用工具 trash-cli : trash-cli 中文手册 (opens new window)
# Debug
现在，让我们来尝试使用 CMake Tool 进行 Debug.
首先，点开 cmake 插件
选择你的编译器，配置所有项目，然后再按一下右边的生成所有项目，结果如下：
你会发现生成了一个可调试的项目，现在，打上断点，然后再项目上按下右键，调试，开启 Debug 之旅吧。
注意，调试时最好需要开启 debug 模式，不然编译器可能会优化你的代码，让你的调试流程看起来非常抽象。。。具体情况等你深入了解后自然就懂，遇到不会的问题或者异常，请咨询 GPT。