1.2.1 所需工具

如今，人們使用計算機完成大量任務。游戲和流媒體視頻等娛樂任務占用的CPU周期與業務工作甚至應用程序開發占用的CPU周期一樣多。由于計算機既用于消費，也用于生產，因此很少有系統配備應用程序開發所需的工具。令人欣慰的是，這些工具都是免費提供的，但你必須自己去獲取它們，然后將它們設置為在你的系統上運行。

正如我之前指出的，本書的重點是編寫簡潔、高效的C代碼。在我們的示例中，我注意避免過于巧妙的模式。我還努力確保示例不依賴于特定的編譯器或特定的開發平臺。為此，我將使用軟件開發所需的最低配置：一個好的編輯器和一個好的編譯器[1]。

如果你喜歡在網上搜索軟件，并希望直接參與其中，我們將安裝微軟的Visual Studio Code（通常簡稱為“VS Code”）作為我們的編輯器，并安裝GNU基金會的GNU開發者工具來處理編譯工作。后面還有更多鏈接和詳細信息，但如果你自己安裝了這些工具，或者你已經有自己喜歡的編輯器和編譯器，請隨時跳轉到1.2.2節閱讀。

Windows

微軟Windows在臺式機市場上占有很大份額。如果你只為一個系統編寫程序，Windows會讓你得到最大的實惠。但這也意味著，在幫助你編寫程序的軟件方面，競爭會更加激烈。Windows的商業開發者應用程序比其他任何平臺都要多。幸運的是，其中許多應用程序都有免費或“社區”版本，足以滿足我們的需求（當我們在本書的第二部分重點討論Arduino時，我們將了解一些包括編譯器在內的Arduino專用工具）。

談到Windows和軟件開發，就不能不提到微軟的Visual Studio IDE（集成開發環境）。如果你想為Windows本身構建應用程序，Visual Studio是你的不二之選。這兩個版本甚至還為學生和個人開發者提供了社區版。雖然我不會在本書的示例中討論這兩個版本，但Visual Studio對于Windows用戶來說是一個很好的集成開發環境，可以輕松處理我們的代碼（不過，我將在三大平臺上使用一個名為Visual Studio Code的近親作為我們的編輯器）。

另一個流行的商用集成開發環境是Jetbrains公司的CLion。CLion也是跨平臺的，因此你可以輕松地在不同的操作系統之間移動，而且仍然感覺高效。如果你有使用Jetbrains公司其他優質應用程序的經驗，CLion將是你開始編寫和調試C代碼的熟悉方法。

還有許多其他文本編輯器，它們各有利弊。你甚至可以使用內置的記事本程序等工具，不過專門針對編程的編輯器會有一些方便的功能，能讓你更輕松地閱讀和調試代碼。

Windows上的GNU工具。在Windows上，安裝GNU的GCC工具可能有點煩瑣。沒有快速、友好的安裝程序[2]。你可以找到各種二進制包，它們提供了我們所需的大部分功能，但你仍需注意下載GNU編譯器子包，然后配置Windows環境。

我們將安裝Cygwin環境，以獲得Windows版本的GCC。Cygwin是一個強大的工具和實用程序集合，為Windows用戶提供了一個不錯的Unix shell環境。不過，“不錯”這個詞很主觀，如果你不了解Unix或其衍生工具（如Linux或現代macOS），你可能用不到這套工具中的其他工具。

獲取Cygwin安裝可執行文件。下載完成后，啟動它。你可能需要“允許這個來自未知發布者的應用程序對你的設備進行更改”。你可以嘗試“從互聯網安裝”選項，但如果有任何問題，請返回并使用“下載而不安裝”選項。你仍然需要按照軟件包選擇步驟進行操作，但下載完成后，你可以第二次運行安裝程序，選擇“從本地目錄安裝”選項，并使用下載所有軟件包的文件夾。

對于安裝程序提出的任何問題，請接受默認值。進入鏡像站點選擇頁面后，如果能找到你認識的大學或企業，請使用離你最近的鏡像站點。否則，任何鏡像站點都可以，但如果在下載過程中遇到任何問題，也可以回來選擇不同的鏡像站點。

在“Select Package”（選擇軟件包）屏幕上，由于默認情況下不包含gcc，所以需要額外選擇。將“視圖”下拉菜單切換到“完整”，然后輸入“gcc”作為搜索詞。你需要圖1-1中突出顯示的“gcc-core”軟件包。任何可用版本都能滿足我們的需要。在撰寫本書時，我們選擇了最新的gcc-core版本，即10.2.0-1。

在“審核”頁面上確認你的選擇，然后開始下載。下載和安裝可能需要一點時間，但你最終會看到“完成”頁面。如果你想使用類似Unix的命令提示符，可以添加桌面圖標，但我們的工作并不需要它。不過，在微軟的命令提示符中添加Cygwin工具還需要額外的步驟。

你可以上網搜索關于創建和編輯Windows環境變量的指南，但這里有一些基礎知識（如果你以前做過這類工作，可以跳過Cygwin文件夾的選擇，直接將其放入路徑中）。

從“開始”菜單中搜索“env”，很快就能在頂部看到“編輯系統環境變量”（Edit the system environment variables）的選項，如圖1-2所示。

打開“系統屬性”（System Properties）對話框，單擊右下角的“環境變量...”（Environment Variables...）按鈕，如圖1-3所示。

你可以只設置自己的路徑，也可以將其設置為整個系統的路徑。選中要更新的PATH條目，然后單擊“編輯”（Edit）。接下來，在“編輯環境變量”對話框中單擊“新建”（New）按鈕，然后單擊“瀏覽”（Browse...）按鈕導航到Cygwin bin文件夾，如圖1-4所示（如果你還記得為Cygwin安裝程序選擇的放置所有內容的根文件夾，當然也可以直接鍵入）。

單擊“確定”（OK）按鈕關閉每個對話框，然后就設置好了。

關于編輯器，你可以在Visual Studio網站上找到VS Code。根據你的系統，你很可能需要64位或32位用戶安裝版本[3]。

使用圖1-5所示的擴展視圖抓取C/C++擴展。你可以搜索簡單的字母“c”，也可以在“熱門”（Popular）列表中立即看到該擴展。單擊該擴展的綠色安裝按鈕。

讓我們測試一下這些Cygwin工具中的GCC工具（可能需要重啟Visual Studio Code才能識別Cygwin工具）。從“視圖”（View）菜單中選擇“終端”（Terminal）選項。終端選項卡應在底部打開。你可能需要按Enter鍵來獲得提示。在提示符下運行gcc--version。希望你能看到與圖1-6類似的輸出。

你應該能看到與你安裝Cygwin時所選軟件包相匹配的版本號。如果你看到了，那就太好了！跳轉到1.2.2節，開始編寫你的第一個C語言程序。如果看不到任何輸出或出現“未識別”錯誤，請查看設置Windows環境變量的步驟。一如既往，上網搜索你所看到的特定錯誤，可以幫助你解決大多數安裝和設置問題。

macOS

如果你主要使用圖形應用程序和工具，那么你可能并不了解macOS的Unix基礎。雖然你可以對這些基礎一無所知，但了解一些命令提示符導航世界的知識還是很有用的。我們將使用終端應用程序下載并安裝GCC，但與Windows一樣，值得注意的是，蘋果的官方開發工具Xcode也可用于編寫和編譯C代碼。幸運的是，我們并不需要Xcode的全部功能就能開始使用C語言，因此我們將只使用最基本的功能。

終端應用程序位于“應用程序”（Application）→“實用工具”（Utilities）文件夾中。啟動它。你應該會看到類似圖1-7的內容。

如果你已經擁有主要的蘋果編程應用程序Xcode，你可以快速檢查GCC是否也可用。嘗試運行gcc-v：

確切的版本并不重要，我們只想確保GCC確實可用。如果沒有，你需要安裝xcode-select命令行工具，該工具會將GCC一并安裝。輸入xcode-select--install并按提示操作。對話框會詢問你是否要安裝命令行工具。回答“是”后，你就可以安裝了。

安裝完成后，繼續運行gcc-v命令，以確保你擁有編譯器。如果沒有得到很好的回復，你可能需要訪問蘋果的開發者支持網站，在其中搜索“命令行工具”。

在macOS上安裝VS Code要簡單得多。訪問Visual Studio網站上相同的VS Code下載頁面。選擇macOS下載。你的標準下載文件夾中應該會收到一個ZIP文件。雙擊該文件解壓縮，然后將生成的Visual Studio Code.app文件拖動到“應用程序”文件夾。如果系統提示你輸入密碼才能將應用程序移至“應用程序”文件夾，請立即輸入密碼。

重新定位后，繼續打開VS Code。我們要添加C/C++擴展，然后檢查能否從終端選項卡訪問GCC。

在VS Code中單擊圖1-8所示的“一堆小框”圖標，調出擴展面板。你可以搜索簡單的字母“C”，很可能在搜索結果的頂部找到正確的擴展。

要試用“終端”選項卡，請從“視圖”→“終端”菜單項打開它。你應該會在編輯器的底部看到一個新區域。繼續嘗試在新區域運行GCC檢查命令（gcc-v）。你應該會看到與圖1-9類似的結果。

同樣，如果運行gcc命令沒有得到預期結果，請查看蘋果公司的開發者網站。你還可以在網上找到一些視頻教程，它們可能會對你的特定設置有所幫助。

Linux

許多Linux系統都是為修補者設計的。你可能已經有了GCC。你可以啟動終端應用程序，運行與其他操作系統相同的檢查程序，進行快速檢查。如果gcc-v返回的答案不是“Command not found”（找不到命令），那么你就可以下載VS Code了。如果需要安裝GCC，可以使用平臺上的軟件包管理器。你可能會有一個漂亮的圖形應用程序來處理這類事情：查找“開發者工具”或“軟件開發”，然后閱讀說明，看看是否包含GCC或GNU實用程序。

對于Debian/Ubuntu系統，你可以抓取build-essential元軟件包，其中包含GCC以及許多其他有用（或必需）的庫和工具：

對于Redhat/Fedora/CentOS系統，可以使用Dandified Yum（dnf）工具。在本書中，我們只需要使用GCC：

不過，如果你對軟件開發感興趣，你可能需要“開發工具”組軟件包，其中包括GCC和許多其他有趣的東西：

Manjaro是另一款基于Arch Linux的流行Linux發行版。你可以在這里使用pacman工具：

如果你的Linux系統不使用apt、dnf或pacman，你可以輕松搜索“install gcc mylinux”，或使用系統軟件包管理器的搜索選項查找“gcc”或“gnu”。

作為Linux用戶，你可能已經有了一些使用文本編輯器編寫shell腳本或其他語言的經驗。如果你對編輯器和終端已經駕輕就熟，則可以跳過。但如果你是編碼新手或者你沒有喜歡的編輯器，則可以安裝VS Code。訪問Visual Studio網站上與其他操作系統相同的VS Code下載頁面。獲取相應系統的捆綁包（如果你的Linux系統不使用.deb或.rpm文件，你可以獲取.tar.gz版本）。

雙擊下載的文件，系統會提示你進行標準安裝。如果要為所有用戶安裝VS Code，則可能會要求你輸入管理密碼。不同的發行版會將VS Code放在不同的位置，不同的桌面有不同的應用程序啟動器。你也可以使用code命令從命令行啟動VS Code。

與其他操作系統一樣，我們要添加C/C++擴展，然后檢查是否可以從終端選項卡訪問GCC。

單擊圖1-10所示的“一堆小框”圖標，調出VS代碼中的擴展面板。你可以搜索簡單的字母“C”，很可能會在搜索結果的頂部找到正確的擴展。

要試用“終端”選項卡，請從“視圖”→“終端”菜單項打開它。你會在編輯器底部看到一個新的區域。繼續嘗試在該新區域運行GCC檢查命令（gcc-v）。你應該會看到與圖1-11類似的結果（冗長且略顯混亂）。

希望你已經建立并運行了一個簡單的C語言開發環境。讓我們開始編寫代碼吧！