0.7 — 编译你的第一个程序

在编写我们的第一个程序之前，我们需要学习如何在集成开发环境 (IDE) 中创建新程序。在本课程中，我们将介绍如何做到这一点，你还将编译并执行你的第一个程序！

项目

要在 IDE 中编写 C++ 程序，我们通常从创建新项目开始（我们稍后会向你展示如何操作）。项目是一个容器，包含所有源代码文件、图像、数据文件等，这些文件是生成可执行文件（或库、网站等）所需的，你可以运行或使用这些文件。项目还保存各种 IDE、编译器和链接器设置，并记住你上次离开的位置，这样当你以后重新打开项目时，IDE 的状态可以恢复到你上次离开的位置。当你选择编译程序时，项目中所有 .cpp 文件都将被编译和链接。

每个项目对应一个程序。当你准备创建第二个程序时，你需要创建一个新项目，或者覆盖现有项目中的代码（如果你不想保留它）。项目文件通常是 IDE 特定的，因此为某个 IDE 创建的项目需要在不同的 IDE 中重新创建。

控制台项目

当你创建新项目时，通常会询问你想要创建哪种类型的项目。我们将在本教程中创建的所有项目都将是控制台项目。控制台项目意味着我们将创建可以在 Windows、Linux 或 Mac 控制台中运行的程序。

这是 Windows 控制台的屏幕截图

默认情况下，控制台应用程序没有图形用户界面 (GUI)，它们将文本打印到控制台，从键盘读取输入，并编译成独立的执行文件。这非常适合学习 C++，因为它将复杂性降到最低，并确保在各种系统上都能正常工作。

如果你以前从未使用过控制台，或者不知道如何访问它，请不要担心。我们将通过 IDE 编译和启动程序（必要时会调用控制台）。

工作区/解决方案

当你为程序创建新项目时，许多 IDE 会自动将你的项目添加到“工作区”或“解决方案”（术语因 IDE 而异）。工作区或解决方案是一个可以包含一个或多个相关项目的容器。例如，如果你正在编写一个游戏，并且想要为单人游戏和多人游戏提供单独的可执行文件，则需要创建两个项目。这两个项目完全独立是没有意义的——毕竟，它们是同一个游戏的一部分。最有可能的是，每个项目都会在单个工作区/解决方案中配置为单独的项目。

尽管你可以在单个解决方案中添加多个项目，但我们通常建议为每个程序创建一个新的工作区或解决方案，尤其是在学习期间。它更简单，而且出错的可能性更小。

编写你的第一个程序

传统上，程序员用新语言编写的第一个程序是臭名昭著的 “Hello World”程序，我们不会剥夺你的这种体验！你以后会感谢我们的。也许吧。

在 Visual Studio 2019（或更高版本）中创建项目

当你运行 Visual Studio 2019（或更高版本）时，你应该会看到一个如下所示的对话框

选择创建新项目。

然后你会看到一个如下所示的对话框

如果你已经打开了以前的项目，可以通过文件菜单 > 新建 > 项目访问此对话框。

选择Windows 桌面向导，然后单击下一步。如果你没有看到此选项，则可能是你安装 Visual Studio 时忘记选择安装使用 C++ 的桌面开发工作负载。在这种情况下，请返回到课程 0.6 -- 安装集成开发环境 (IDE) 并按照指示重新安装 Visual Studio（注意：与其进行完整重新安装，不如运行 Visual Studio 安装程序并修改现有安装以添加 C++ 工作负载）。

接下来，你会看到一个如下所示的对话框

将现有项目名称替换为HelloWorld。

建议你同时选中将解决方案和项目放在同一目录中，这会减少每个项目创建的子目录数量。

单击创建以继续。

最后，你会看到最后一个对话框

确保应用程序类型设置为控制台应用程序 (.exe)，并且预编译头选项未选中。然后单击确定。

你现在已经创建了一个项目！跳到下面的 Visual Studio 解决方案资源管理器 部分继续。

在 Visual Studio 2017 或更早版本中创建项目

要在 Visual Studio 2017 或更早版本中创建新项目，请转到文件菜单 > 新建 > 项目。一个对话框将弹出，看起来像这样

首先，确保左侧列出了Visual C++。如果你没有看到Visual C++，那么你可能在安装 Visual Studio 时忘记选择安装使用 C++ 的桌面开发工作负载。在这种情况下，请返回课程 0.6 -- 安装集成开发环境 (IDE) 并按照指示重新安装 Visual Studio（注意：与其进行完整重新安装，不如运行 Visual Studio 安装程序并修改现有安装以添加 C++ 工作负载）。

如果你使用的是 Visual Studio 2017 v15.3 或更高版本，在Visual C++下方，选择Windows 桌面，然后在主窗口中选择Windows 桌面向导。

如果你没有看到Windows 桌面选项，你可能正在使用较旧的 Visual Studio 版本。没关系。相反，选择Win32，然后在主窗口中选择Win32 控制台应用程序。

在下方，在名称字段中，输入程序名称（将现有名称替换为HelloWorld）。在位置字段中，你可以选择项目的不同放置位置。目前使用默认位置即可。

单击确定。如果你使用的是旧版本的 Visual Studio，Win32 应用程序向导将启动。按下一步。

此时，你应该会看到一个向导对话框，如下所示（旧版本的 Visual Studio 使用不同的样式，但具有大多数相同的选项）

确保取消选中预编译头。

然后单击确定或完成。现在你的项目已创建！

Visual Studio 解决方案资源管理器

在窗口的左侧或右侧，你应该会看到一个名为解决方案资源管理器的窗口。在这个窗口中，Visual Studio 已经为你创建了一个解决方案（解决方案“HelloWorld”）。在其中，用粗体显示名称的是你的新项目（HelloWorld）。在项目内部，Visual Studio 已经为你创建了许多文件，包括HelloWorld.cpp（在源文件树项目下方）。你可能还会看到其他一些 .cpp 或 .h 文件，暂时可以忽略它们。

在文本编辑器中，你会看到 Visual Studio 已经打开了HelloWorld.cpp并为你创建了一些代码。选择并删除所有代码，然后将以下内容输入/复制到你的 IDE 中

#include <iostream>

int main()
{
	std::cout << "Hello, world!";
	return 0;
}

要编译你的程序，请按 F7（如果这不起作用，请尝试 Ctrl-Shift-B）或转到 生成菜单 > 生成解决方案。如果一切顺利，你应该会在输出窗口中看到以下内容

1>------ Build started: Project: HelloWorld, Configuration: Debug Win32 ------
1>HelloWorld.cpp
1>HelloWorld.vcxproj -> c:\users\alex\documents\visual studio 2017\Projects\HelloWorld\Debug\HelloWorld.exe
========== Build: 1 succeeded, 0 failed, 0 up-to-date, 0 skipped ==========

这意味着你的编译成功了！

要运行已编译的程序，请按 Ctrl-F5，或转到 调试菜单 并选择 开始不调试。你将看到以下内容

这就是你的程序的结果！恭喜，你已经编译并运行了你的第一个程序！

C:\Users\Alex\source\repos\Project6\Debug\Project6.exe (process 21896) exited with code 0.

在 Code::Blocks 中创建项目

要创建新项目，请转到文件菜单 > 新建 > 项目。一个对话框将弹出，如下所示

选择控制台应用程序，然后按前往（或创建）按钮。

如果你看到控制台应用程序向导对话框，请按下一步，确保选中 C++，然后再次按下一步。

现在将要求你命名你的项目。将项目命名为HelloWorld。你可以随意保存它。在 Windows 上，我们建议你将其保存在 C 盘的子目录中，例如C:\CBProjects。

你可能会看到另一个对话框，询问你想要启用哪些配置。默认值应该没问题，所以选择完成。

现在你的新项目已经创建。

在屏幕左侧，你应该会看到一个管理窗口，其中选中了项目选项卡。在该窗口中，你会看到一个工作区文件夹，其中包含你的HelloWorld项目

在HelloWorld项目中，展开源文件文件夹，然后双击“main.cpp”。你会看到一个 Hello World 程序已经为你编写好了！

用以下内容替换它

#include <iostream>

int main()
{
	std::cout << "Hello, world!";
	return 0;
}

要构建你的项目，请按Ctrl-F9，或者转到构建菜单 > 构建。如果一切顺利，你应该会在构建日志窗口中看到以下内容

-------------- Build: Debug in HelloWorld (compiler: GNU GCC Compiler)---------------
mingw32-g++.exe -Wall -fexceptions -g -std=c++14  -c C:\CBProjects\HelloWorld\main.cpp -o obj\Debug\main.o
mingw32-g++.exe  -o bin\Debug\HelloWorld.exe obj\Debug\main.o   
Output file is bin\Debug\HelloWorld.exe with size 1.51 MB
Process terminated with status 0 (0 minute(s), 0 second(s))
0 error(s), 0 warning(s) (0 minute(s), 0 second(s))

这意味着你的编译成功了！

要运行已编译的程序，请按Ctrl-F10，或者转到构建菜单 > 运行。你将看到类似于以下内容

这就是你的程序的结果！

在 VS Code 中创建项目

要启动新项目，请转到视图 > 资源管理器菜单（或按Ctrl-Shift-E）。这将打开资源管理器窗格。如果你以前没有打开过项目，你应该会在资源管理器窗格中看到一个打开文件夹按钮——按下它。如果已经有一个打开的项目，并且你想启动一个新项目，请从顶部导航中选择文件 > 打开文件夹。

在打开的对话框中，创建一个名为HelloWorld的新文件夹，然后选择此文件夹。此文件夹将成为你的项目文件夹。

接下来，我们需要创建包含源代码的文件。从顶部导航中选择文件 > 新文件，或单击资源管理器窗格中HELLOWORLD右侧的新文件图标。

将文件命名为main.cpp并向其中添加以下内容

#include <iostream>

int main()
{
	std::cout << "Hello, world!";
	return 0;
}

要编译main.cpp并运行程序，请确保main.cpp在主窗格中打开，然后从顶部导航中选择运行 > 不调试运行，或单击main.cpp选项卡右侧播放图标右侧的v并选择运行 C/C++ 文件。

接下来，选择g++ 构建和调试活动文件选项（macOS 用户应选择clang++而不是g++）。将窗口底部的选项卡从调试控制台切换到终端。

如果终端包含文本“Hello, world!”，那么恭喜你，你刚刚运行了你的第一个 C++ 程序！

如果你在命令行中使用 g++

在这种情况下，你不需要创建项目。只需将以下内容粘贴到名为 HelloWorld.cpp 的文本文件中并保存你的文件

#include <iostream>

int main()
{
	std::cout << "Hello, world!";
	return 0;
}

在命令行中，输入

g++ -o HelloWorld HelloWorld.cpp

这将编译并链接 HelloWorld.cpp。要运行它，输入

HelloWorld（或可能是./HelloWorld），你将看到程序输出。

如果你使用其他 IDE 或基于网络的编译器

你将不得不自己找出如何执行以下操作

1. 创建控制台项目（仅限 IDE）
2. 向项目添加 .cpp 文件（仅限 IDE，如果未自动为你创建）
3. 将以下代码粘贴到文件中

#include <iostream>

int main()
{
	std::cout << "Hello, world!";
	return 0;
}

4. 编译项目
5. 运行项目

如果编译失败

没关系，深呼吸。我们可能能解决它。:)

首先，查看编译器给出的错误消息。通常，它会包含一个行号，指示哪一行出现错误。检查该行及其周围的行，并确保没有拼写错误或打字错误。还要确保你的代码中没有包含行号（你的编辑器应该提供这些）。

其次，查看课程 0.8 -- 一些常见的 C++ 问题 中的问答，你的问题可能在那里得到了解答。

第三，阅读你正在编译的示例所在课程下方的评论——可能有人遇到了相同的问题并提供了解决方案。

最后，如果以上所有方法都失败了，尝试在你喜欢的搜索引擎上搜索你的错误消息。很可能其他人以前遇到过这个问题并找到了解决方法。

如果你的程序运行但控制台窗口闪烁并立即关闭

当控制台程序运行时，控制台窗口将打开，程序的任何输出都将写入控制台窗口。

当程序运行完毕后，大多数现代 IDE 会保持控制台打开（直到你按下某个键），这样你就可以在继续之前检查程序的结果。但是，一些较旧的 IDE 会在程序运行完毕后自动关闭控制台窗口。这通常不是你想要的。

如果你的 IDE 自动关闭控制台窗口，可以使用以下两个步骤来确保控制台在程序结束时暂停。

首先，添加或确保以下行位于程序的顶部附近

#include <iostream>
#include <limits>

其次，在 main() 函数的末尾（紧接在 return 语句之前）添加以下代码

std::cin.clear(); // reset any error flags
std::cin.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max(), '\n'); // ignore any characters in the input buffer until we find a newline
std::cin.get(); // get one more char from the user (waits for user to press enter)

这将使你的程序在继续之前等待用户按下回车键（你可能需要按两次回车），这将为你提供时间来检查程序的输出，然后你的 IDE 才会关闭控制台窗口。

其他解决方案，例如通常建议的system("pause")解决方案，可能只适用于某些操作系统，应避免使用。

如果控制台窗口根本没有打开，并且你的程序似乎没有运行，你的防病毒或反恶意软件也可能正在阻止程序的执行。如果是这种情况，请尝试暂时禁用你的扫描程序，看看问题是否解决，或者将项目目录从扫描中排除。

IDE 中的编译、构建、重新构建、清理和运行/启动选项有什么区别？

在课程 0.5 -- 编译器、链接器和库简介 中，我们展示了要生成可运行的可执行文件，程序中的每个代码文件都会编译成一个对象文件，然后对象文件会链接成一个可执行文件。

当代码文件被编译时，你的 IDE 可能会将生成的对象文件缓存（保存）到磁盘上。缓存（发音类似于“cash”）是一种存储位置，用于存储频繁访问的数据，以便以后快速检索。这样，如果程序将来再次编译，任何未修改的代码文件都不需要重新编译——上次缓存的对象文件可以重复使用（而不是需要重新生成）。这可以显著加快编译时间（以牺牲少量磁盘空间为代价）。

考虑到这一点，以下是每个选项通常的作用

• 构建编译项目或工作区/解决方案中所有已修改的代码文件，然后将对象文件链接成可执行文件。如果自上次构建以来没有代码文件被修改，此选项不执行任何操作。
• 清理删除所有缓存的对象和可执行文件，以便下次构建项目时，所有文件都将重新编译并生成新的可执行文件。
• 重新构建执行“清理”，然后执行“构建”。
• 编译重新编译单个代码文件（无论是否已缓存）。此选项不调用链接器或生成可执行文件。
• 运行/启动执行先前构建的可执行文件。某些 IDE（例如 Visual Studio）会在“运行”之前调用“构建”，以确保你正在运行最新版本的代码。否则（例如 Code::Blocks）将只执行先前的可执行文件。

尽管我们非正式地谈论“编译”我们的程序，但要实际编译我们的程序，我们通常会选择 IDE 中的“构建”（或“运行”）选项来完成。

总结

恭喜你，你已经完成了本教程中最困难的部分（安装 IDE 并编译你的第一个程序）！

如果你不理解 Hello World 程序中不同行的作用，请不要担心。我们将在下一章的开头详细检查并解释每一行。