在 Windows 平台上搭建 C/C++ 编译环境（MSYS2 + MinGW-w64）保姆级教程

➤ 什么是 C/C++ 编译环境

➥ 编译环境与开发环境的区别

开发环境

通常我们搭建开发环境，都会直接安装 IDE，即集成开发环境。所谓集成开发环境，就是它把开发所需要的各种零碎的东西都打包好了，比如用来编辑代码的编辑器、用来把代码翻译成可执行文件的编译器、用来调试代码的调试器等。IDE 的优点是开箱即用，安装一个 IDE，立马就可以开始开发了，所以很多课程、教学最开始都会推荐新手安装 IDE；IDE 的缺点就是隐藏编译细节和捆绑。

编译环境

而编译环境，是开发环境中只负责完成编译过程的部分。

为什么要独立搭建编译环境，而不总是搭建完整的开发环境？因为：

• 我们有时候只需要编译，不需要开发，比如很多开源软件和项目，都支持下载源代码后自己编译；
• 能够更灵活地选择开发环境的各个部分；
• 能够更便捷地编译简单的项目；

➥ C/C++ 编译环境的组成

不同的编程语言，从源代码到可执行文件，需要的工具会有所不同，并且往往不止需要一个工具，比如 C/C++ 语言需要链接器。因此，我们将从源代码到可执行文件的编译过程中所需要的一系列工具，称为编译工具链，更准确些。

Linux 平台往往自带 C/C++ 的编译环境，即使没有，搭建它也非常简单，通常只需要一个命令，比如 sudo apt install gcc。这导致我们经常认为，搭建编译环境，就等于安装编译器，这种说法没错，但不严谨。重要的是我们要理解我们经常挂在嘴边的“编译器”意味着什么。

通常我们通过 sudo apt install gcc 安装的，不光是 gcc 这个我们常用的命令，还有其它命令行工具，以及标准库（标准头文件，以及实现它们的库文件等），它们构成了一个完整的编译工具链。

所以，C/C++ 编译环境，或者说 C/C++ 编译工具链，实际上可以分为

• 一系列编译用的可执行文件；
• 一系列标准库文件。

➤ Windows 平台上有哪些主流 C/C++ 编译环境

这里我们只考虑最终生成的是 Windows 可执行程序的编译环境（排除 WSL、虚拟机、兼容层等）：

• MSVC（Microsoft Visual C++），Windows 平台原生编译工具链，对 Windows 平台兼容性最好，开发原生 Windows 程序的首选，Visual Studio 深度集成；
• MinGW-w64（Minimalist GNU for Windows 64-bit），GCC 工具链的移植，因为是移植所以没有官方提供统一安装包，所有编译好可直接安装的版本，几乎都是第三方项目，作为子工具，以工具包的形式发布，这也就导致了各种工具包所包含的工具不统一；
• Clang，Clang 是和 GCC 不相上下的一款 C/C++ 编译工具链，并且它有一个优点，就是官方提供编译、打包好的安装包，不过包含内容太过全面，很多内容已经超出编译环境的范畴，比如代码格式化工具等；

➥ 为什么选择 MinGW-w64

就因为它是 GCC 的移植。GCC 是对 C/C++ 标准支持最好的编译器，我们可以简单看一张图：

另外使用 MinGW-w64 还有以下优点：

• 类似在 Linux 上的使用体验；
• 对命令行编译友好；
• 对跨平台开发支持最好。

➥ 安装 MinGW-w64 的方法有哪些

之前也说过，MinGW-w64 没有官方提供统一安装包，所以就导致了安装它的方法有很多，有以下这些工具包包含 MinGW-w64（数据来源于 MinGW-w64 官网）：

• Cygwin，通过兼容层模拟 Unix 环境，让 Unix 软件在 Windows 上运行，它生成的不是原生的 Windows 程序，所以排除；
• LLVM-MinGW，并不是 GCC + MinGW-w64，而是 Clang + MinGW-w64，所以排除；
• MinGW-W64-builds，提供完整的 GCC 工具链，由个人开发者维护；
• MSYS2，提供类 Unix 命令行环境，但通过它安装的 MinGW-w64 可以生成原生的 Windows 程序；
• w64devkit，极简、便捷的 GCC 工具链；
• WinLibs，同时支持 GCC 和 Clang。

严格意义上来说，MinGW-w64 与 GCC 没有直接关系，通常我们认为的，以及本文大部分情况所说的 MinGW-w64 是完整的 GCC 工具链，这是由于 MinGW-w64 的前身 MinGW 提供完整的 GCC 工具链，而 MinGW-w64 只包含前文所述编译工具链的标准库部分。下图是官网的介绍：

➥ 为什么选择 MSYS2

在众多的工具包中，我们选择 MSYS2。MSYS2 相较于其它并不是最便捷的，并且它本身并不是我们要安装的工具链，而是一个模拟 Unix 环境的命令行工具。那么为什么选择 MSYS2 呢？

• 能够保证工具链版本是最新的，MSYS2 移植了著名 Linux 发行版 Arch Linux 上的包管理器 Pacman，而 Pacman 采用滚动更新机制；
• 我们在需要时能够按需添加其它工具，MSYS2 项目提供了一个包管理器，并且 MSYS2 项目还维护了很多工具（比如我们要安装的工具链的命令行工具部分是由 MSYS2 项目维护的）；
• 安装和更新方便，由于其使用包管理器，所以安装和更新工具包往往只需要一行命令；
• 提供类 Unix 环境，使得我们能获得更贴近 Unix 环境的使用体验。

➀ 下载安装 MSYS2

方式一：通过 WinGet 安装（推荐）

这种方法适用于支持 WinGet 的 Windows 版本，通常是 Windows 10 及以上。

打开终端，输入以下命令：

winget install MSYS2.MSYS2

等待安装完成即可。

方式二：通过安装包安装

1. 打开 MSYS2 官网【https://www.msys2.org/】，找到下载按钮，根据自己情况选择：

2. 下载完成后，打开安装包，欢迎界面，点【Next】：

3. 选择安装路径界面，建议保持默认，如果要修改也最好保证安装路径不要有中文和空格，然后点击【Next】：

4. 选择开始菜单文件夹界面，保持默认，然后点击【Next】：

5. 等待安装：

6. 安装完成，【Run MSYS now.】（安装过程结束后立即运行 MSYS2）可勾可不勾，然后点击【Finish】：

➁ 安装 MinGW-w64

1. 打开 MSYS2，先输入以下命令，同步软件包数据库并升级所有软件包：

pacman -Syu

中途出现任何询问直接回车即可，有可能需要重启才能完成更新，重新启动后再执行一遍，确保更新完成（如果不确定就多跑几遍，直到结果出现“there is nothing to do”，如下图）。

2. 安装 MinGW-w64：

MSYS2 提供了 3 种使用 GCC 的 MinGW-w64 工具链，分别是：

工具链	包名
mingw32	mingw-w64-i686-gcc
mingw64	mingw-w64-x86_64-gcc
ucrt64	mingw-w64-ucrt-x86_64-gcc

三者区别在于生成的 Windows 程序的架构不同，以及使用的 C 运行时库不同：

• mingw32 用于生成 32 位 Windows 应用程序，其它两个生成的都是 64 位；
• ucrt64 使用了较新的 C 运行时库，其它两个使用了较老的 C 运行时库。

目前最推荐使用的是 ucrt64，这里就以它为例，当然如果你有特殊需求也可以安装别的，并且可以同时安装多个。在 MSYS2 中输入以下命令安装：

pacman -S mingw-w64-ucrt-x86_64-gcc

等待命令执行完成即可。

➂ 配置环境变量

安装成功后，还不能直接使用，还需要配置 Path 环境变量。

配置 Windows 环境变量

找到 MinGW-w64 的安装路径

在配置环境变量前，我们要找到 MinGW-w64 的安装路径，这取决于两个因素，你的 MSYS2 的安装路径，以及你安装了哪个工具链（如果安装了多个，那么只能同时配置一个，这个很容易理解）。

1. 首先找到 MSYS2 的安装路径，以默认的 C:\msys64 为例，在此路径下有 3 个文件夹，分别对应之前说的 3 种工具链：

2. 选择你所安装的工具链对应的文件夹，这里以 ucrt64 为例，该文件夹下的 bin 文件夹的路径，就是我们要添加到 Path 变量中的值：

因此，我们需要在 Path 变量中添加的路径为 C:\msys64\ucrt64\bin。

配置 Path 环境变量

1. 键盘按【Win + R】打开运行窗口，输入 sysdm.cpl 回车，打开系统属性窗口：

2. 依次点击【高级】、【环境变量】，找到【系统变量】的【Path】变量，双击它：

3. 然后点击【新建】，粘贴刚才的路径，回车：

4. 依次点击 3 次【确定】：

最后打开一个新的终端窗口输入 gcc --version 验证一下：

➤ 后续更新

后续如果要更新 MSYS2 和 MinGW-w64，只需要在 MSYS2 中输入以下命令：

pacman -Syu

等待命令执行完成即可。