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環境設置

作者

D1stance (吳翰平)

在開始寫 C++ 程式之前，我們需要設置好開發環境， 原因是我們的電腦其實讀不懂 C++ 程式碼， 我們需要一個工具——編譯器， 它可以將我們寫的 C++ 程式碼轉換成電腦可以理解的機器碼， 然後電腦才能執行這些程式。

筆者假設大部分的讀者皆是剛入門程式設計的同學， 這裡介紹的第一種方法 CP Editor 比較簡單，不用過多的設定， 但只適用於程式競賽課程，如果你之後也有打算寫其他程式語言， 建議你使用 Visual Studio Code 這個編輯器， 它是目前最流行的程式編輯器之一，支援多種程式語言， 並且有許多擴充功能可以使用。

CP Editor

CP Editor 是一個專門用於程式競賽的輕量化編輯器，專門為程式競賽設計，因為下載的時候還可以一起把編譯器環境打包好，不用自己設定，所以在這裡介紹給初學者使用，這個軟體同時也是南臺灣學生資訊社群 (SCIST) 的指定編輯器。

安裝 CP Editor

  1. 前往 CP Editor 官方網站。
  2. 點擊「下載軟體」按鈕，選擇適合你作業系的版本（Windows、macOS 或 Linux）。
  3. 選擇帶有 with-gcc 字樣的安裝檔進行下載 alt text
  4. 下載完成後，去到下載的資料夾雙擊安裝檔，按照指示完成安裝。

安裝完畢之後就可以開始使用 CP Editor 了。

設定 CP Editor

  1. 打開 CP Editor，點擊左上角的 "Options" > "Preferences"。 alt text
  2. 選擇 "Appearance" > "General"，選擇 "正體中文" 作為語言。 alt text
  3. 重開 CP Editor，你會看到介面已經變成中文了。接著我們回到 "選項" > "偏好設定"，在 "動作" > "測資" 中，勾選測資輸入為空時仍然執行。 alt text
  4. 套用後回到主畫面，點擊左上角的 "檔案" > "新檔案"，按下 Ctrl + S 儲存檔案，將檔案命名為 main.cpp，這是 C++ 的標準檔案名稱，放在一個你想要的資料夾中。
  5. 將範例程式碼複製到 main.cpp 中：
#include <iostream>

int main()
{
    std::cout << "Hello world!\n";
    return 0;
}
  1. 點擊編譯並執行按鈕，CP Editor 會自動編譯並執行你的程式，並在右方的輸出視窗中顯示結果。 alt text
  2. 如果一切順利，你應該會看到輸出結果為 Hello world!。

至此，你已經成功設置了 CP Editor 開發環境， 並且可以開始寫 C++ 程式了。

注意

如果你使用 Windows 系統，有時候防毒軟體會誤判 C++ 編譯產生的執行檔為 病毒，這是因為 C++ 編譯器會生成一個可執行檔，這個檔案有時候會被防毒軟體誤判為病毒，我建議大家選擇一個資料夾 (假設是桌面上某個 cpp_learning 資料夾)，然後點開 Windows 安全性 的防毒軟體設定，將這個資料夾加入白名單，這樣就不會被誤判了。

  1. 點擊 病毒與威脅防護 > 病毒與威脅防護設定 > 管理設定。 alt text
  2. 在 排除項目 中點擊 新增或移除排除項目。
  3. 將剛剛建立的 cpp_learning 資料夾加入排除項目。

這樣就可以避免防毒軟體誤判 C++ 編譯器生成的執行檔為病毒了。

Visual Studio Code

Visual Studio Code (下稱 VS Code) 是一個由微軟開發的免費開源程式碼編輯器，支援多種程式語言，包括 C++。它有許多強大的功能，如語法高亮、程式碼補全、除錯等。但因為 VS Code 本身並不包含 C++ 編譯器，所以我們需要額外安裝一些東西來讓它能夠編譯和執行 C++ 程式。

安裝 LLVM MinGW

LLVM MinGW 是一個 C++ 編譯器，是一個支援跨平台的編譯器，剛才的 CP Editor 就是使用這個編譯器來編譯 C++ 程式的， 但是因為 VS Code 本身並不包含 C++ 編譯器，所以我們需要額外安裝 LLVM MinGW。

  1. 前往 LLVM MinGW GitHub 頁面 下載最新版本的 Prebuilt LLVM MinGW。
  2. 找到 "Latest" 字樣的版本，點擊進入，尋找對應你作業系統的壓縮檔案，這裡以 Windows 為例，下載 llvm-mingw-<version>-x86_64.zip。 alt text
  3. 直接解壓縮後放到你想要的資料夾中，例如 C:\llvm-mingw。
  4. 接著需要將 LLVM MinGW 的 bin 資料夾加入系統的環境變數中，這樣 VS Code 才能找到編譯器。
    • 在 Windows 中，進入設定面板，搜尋 「環境變數」。 alt text
    • 在對話框中，點擊「環境變數」。 alt text
    • 在「系統變數」區域，找到名為 Path 的變數，選擇它並點擊「編輯」。 alt text
    • 點擊「新增」，然後輸入 LLVM MinGW 的 bin 資料夾的路徑，例如 C:\llvm-mingw\bin。 alt text
    • 點擊「確定」保存更改。
  5. 為了確保環境變數生效，建議重新啟動電腦，接著打開命令提示字元 (CMD)，輸入 g++ --version，如果顯示出版本資訊，表示 LLVM MinGW 安裝成功。 alt text

安裝 Visual Studio Code

  1. 前往 Visual Studio Code 官方網站 進行下載
  2. 點擊「Download for Windows」按鈕，下載適合你作業系統的安裝檔。
  3. 下載完成後，雙擊安裝檔，按照指示完成安裝。
  4. 因為 VS Code 也會新增一些環境變數，所以建議重新啟動電腦。
  5. 打開 VS Code，點擊左側的擴充功能圖示 (Extensions)，搜尋 C/C++，安裝由 Microsoft 提供的 C/C++ 擴充套件。 alt text
  6. 安裝好後點擊齒輪 > 設定 (Settings) > 在上方搜尋框輸入 "Compiler Path"
  7. 將 "C_Cpp.default.compilerPath" 冒號後的路徑填入你剛才在環境變數設置的路徑，結尾加上 g++.exe，像是 C:\llvm-mingw\bin\g++.exe
  8. 存檔後關閉設定，這樣以後寫 C++ 就會有語法提示了。
  9. 接著新增一個 C++ 檔案，點擊左上角的「檔案」>「新檔案」，將檔案儲存為 main.cpp。
  10. 將範例程式碼複製到 main.cpp 中：
#include <iostream>
int main()
{
    std::cout << "Hello world!\n";
    return 0;
}

並且記得存檔

  1. 接著按下 Ctrl + ‵，開啟終端機，然後輸入以下指令來編譯程式：
g++ main.cpp -o main

這個指令會將 main.cpp 編譯成一個可執行檔 main.exe。 9. 編譯完成後，輸入以下指令來執行程式：

main.exe

alt text 如果一切順利，你應該會看到輸出結果為 Hello world!。

到此，你已經成功設置了 Visual Studio Code 開發環境， 並且可以開始寫 C++ 程式了。

如何啟用 #include <bits/stdc++.h>

因為 CP Editor 和 Visual Studio Code 都是使用 LLVM MinGW 作為編譯器， 這個編譯器是基於 Clang 的，而 #include <bits/stdc++.h> 是 GCC 編譯器的專有標頭檔， 所以在 LLVM MinGW 中並沒有這個標頭檔。

如果要使用這個競程萬用標頭檔，可以在 llvm-mingw/include 下手動建立一個 bits 資料夾， 然後在這個資料夾中建立一個 stdc++.h 檔案，並將以下內容複製到這個檔案中：

// C++ includes used for precompiling -*- C++ -*-

// Copyright (C) 2003-2025 Free Software Foundation, Inc.
//
// This file is part of the GNU ISO C++ Library.  This library is free
// software; you can redistribute it and/or modify it under the
// terms of the GNU General Public License as published by the
// Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
// any later version.

// This library is distributed in the hope that it will be useful,
// but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
// MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
// GNU General Public License for more details.

// Under Section 7 of GPL version 3, you are granted additional
// permissions described in the GCC Runtime Library Exception, version
// 3.1, as published by the Free Software Foundation.

// You should have received a copy of the GNU General Public License and
// a copy of the GCC Runtime Library Exception along with this program;
// see the files COPYING3 and COPYING.RUNTIME respectively.  If not, see
// <http://www.gnu.org/licenses/>.

/** @file stdc++.h
 *  This is an implementation file for a precompiled header.
 */

// 17.4.1.2 Headers

// C
#ifndef _GLIBCXX_NO_ASSERT
#include <cassert>
#endif
#include <cctype>
#include <cfloat>
#include <climits>
#include <csetjmp>
#include <cstdarg>
#include <cstddef>
#include <cstdlib>

#if __cplusplus >= 201103L
#include <cstdint>
#if __cplusplus < 201703L
#include <ciso646>
#endif
#endif

// C++
// #include <bitset>
// #include <complex>
#include <algorithm>
#include <bitset>
#include <functional>
#include <iterator>
#include <limits>
#include <memory>
#include <new>
#include <numeric>
#include <typeinfo>
#include <utility>

#if __cplusplus >= 201103L
#include <array>
#include <atomic>
#include <initializer_list>
#include <ratio>
#include <scoped_allocator>
#include <tuple>
#include <typeindex>
#include <type_traits>
#endif

#if __cplusplus >= 201402L
#endif

#if __cplusplus >= 201703L
#include <any>
// #include <execution>
#include <optional>
#include <variant>
#include <string_view>
#endif

#if __cplusplus >= 202002L
#include <bit>
#include <compare>
#include <concepts>
#include <numbers>
#include <ranges>
#include <span>
#include <source_location>
#include <version>
#if __cpp_impl_coroutine
# include <coroutine>
#endif
#endif

#if __cplusplus > 202002L
#include <expected>
#include <stdatomic.h>
#endif

// C
#ifndef _GLIBCXX_NO_ASSERT
#include <cassert>
#endif
#include <cctype>
#include <cerrno>
#include <cfloat>
#include <climits>
#include <clocale>
#include <cmath>
#include <csetjmp>
#include <csignal>
#include <cstdarg>
#include <cstddef>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <ctime>
#include <cwchar>
#include <cwctype>

#if __cplusplus >= 201103L
#include <cfenv>
#include <cinttypes>
#include <cstdint>
#include <cuchar>
#if __cplusplus < 201703L
#include <ccomplex>
#include <cstdalign>
#include <cstdbool>
#include <ctgmath>
#endif

// C++
#include <complex>
#include <deque>
#include <exception>
#include <fstream>
#include <functional>
#include <iomanip>
#include <ios>
#include <iosfwd>
#include <iostream>
#include <istream>
#include <iterator>
#include <limits>
#include <list>
#include <locale>
#include <map>
#include <memory>
#include <new>
#include <numeric>
#include <ostream>
#include <queue>
#include <set>
#include <sstream>
#include <stack>
#include <stdexcept>
#include <streambuf>
#include <string>
#include <typeinfo>
#include <utility>
#include <valarray>
#include <vector>

#if __cplusplus >= 201103L
#include <array>
#include <atomic>
#include <chrono>
#include <codecvt>
#include <condition_variable>
#include <forward_list>
#include <future>
#include <initializer_list>
#include <mutex>
#include <random>
#include <ratio>
#include <regex>
#include <scoped_allocator>
#include <system_error>
#include <thread>
#include <tuple>
#include <typeindex>
#include <type_traits>
#include <unordered_map>
#include <unordered_set>
#endif

#if __cplusplus >= 201402L
#include <shared_mutex>
#endif

#if __cplusplus >= 201703L
#include <any>
#include <charconv>
// #include <execution>
#include <filesystem>
#include <optional>
#include <memory_resource>
#include <variant>
#endif

#if __cplusplus >= 202002L
#include <barrier>
#include <bit>
#include <compare>
#include <concepts>
#include <format>
#include <latch>
#include <numbers>
#include <ranges>
#include <span>
#include <stop_token>
#include <semaphore>
#include <source_location>
#include <syncstream>
#include <version>
#endif

#if __cplusplus > 202002L
#include <expected>
#include <flat_map>
#include <flat_set>
#include <generator>
#include <mdspan>
#include <print>
#include <spanstream>
#include <stacktrace>
#include <stdatomic.h>
#include <stdfloat>
#endif

#if __cplusplus > 202302L
#include <inplace_vector>
#include <text_encoding>
#include <stdbit.h>
#include <stdckdint.h>
#endif

#endif // HOSTED