Windows下运行C++

本文最后更新于 2025年8月6日下午

本文主要分享了在Windows系统下使用MSYS2（MinGW-w64, GCC, g++）编译和运行C++的方法。

安装MinGW-w64

MinGW-w64是Windows平台上的GNU编译器集合，提供了GCC编译器和GDB调试器。推荐通过MSYS2安装，以获得最新版本和便捷的包管理。

GCC（GNU Compiler Collection）是一个包含多个编译器的工具集合，因此可以被称为编译器套件或编译器集合。它是由GNU项目开发的，其中包括C、C++、Objective-C、Fortran、Ada和其他语言的编译器。 GCC包含了多个编译器，如： GCC（GNU C Compiler）：用于编译C语言源代码。 G++（GNU C++ Compiler）：用于编译C++语言源代码。 GFortran（GNU Fortran Compiler）：用于编译Fortran语言源代码。 GDC（GNU D Compiler）：用于编译D语言源代码。

下载安装MSYS2。默认安装路径为：C:\msys64，可自定义。

如果安装过程卡在50%（Updating trust database...），则”返回”上一步，关闭外网代理（甚至是断网）后，重新执行“下一步”安装。
编辑镜像配置文件，打开C:\msys64\etc\pacman.d\mirrorlist.mingw（根据实际安装路径调整）。在文件开头添加清华大学镜像源：
1
Server = https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/msys2/mingw/$repo/
保存文件。

打开MSYS2终端：

在电脑开始菜单的 MSYS2 文件夹（默认）下，有多个 MSYS2 提供的环境，主要区别如下：

MSYS2 MSYS：主要用于运行 Bash 脚本和一些基本的 Unix 工具，不建议用来编译 C/C++ 程序。

MSYS2 MINGW64：用于 64 位 Windows 平台的 GCC（g++/gcc）编译环境，推荐用于大多数 C/C++ 开发。

MSYS2 UCRT64：也是 64 位环境，使用 UCRT 运行时，兼容性更好，适合需要 UCRT 的项目。

MSYS2 CLANG64：64 位 Clang/LLVM 编译环境。

MSYS2 CLANGARM64：用于 ARM64 架构的 Clang 环境（一般用不到）。

建议： 如果你是普通 Windows 64 位 C/C++ 开发者，请选择 MSYS2 MINGW64。如需用 Clang 或 UCRT，可根据项目需求选择 CLANG64 或 UCRT64。一般情况下，MINGW64 就足够了。

pacman -Syu
# 过程中，MSYS2可能会因为安装更新而自动关闭，此时，可再次打开，然后再次执行“pacman -Syu”命令。
pacman -Syu  # 重复执行直到提示 there is nothing to do
pacman -Su  # 重复执行直到提示 there is nothing to do
pacman -S --needed base-devel mingw-w64-x86_64-toolchain

MSYS2终端默认Ctrl+INS为复制，Shift+INS为粘贴。

编辑环境变量，高级-环境变量-系统变量-Path-编辑-新建-C:\msys64\mingw64\bin（根据实际安装路径调整）-确定。
验证安装。重新打开MSYS2终端：
1
2
g++ --version gdb --version
若显示版本信息，则安装成功。
完成。

编译运行

使用MSYS2终端

打开MSYS2终端：

1	`touch test.cpp # 在~下新建test.cpp文件，具体路径可自定义`

编写test.cpp文件，示例：

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    int sum = 0;
    
    for (int num : numbers) {
        sum += num;
    }
    
    std::cout << "Hello, VS Code with MinGW!" << std::endl;
    std::cout << "Sum of numbers: " << sum << std::endl;
    
    return 0;
}

在MSYS2终端下执行：
1
2
g++ test.cpp -o test .\test.exe
完成。

使用PowerShell

问题与解决

MSYS2终端能到达的（根）目录实际就是实际安装路径了，例如，C:\msys64。

虽然设置环境变量后，PowerShell可以找到g++（g++ --version），但是当我使用PowerShell在本地路径下执行g++ test.cpp -o test后却没有生成可执行文件。

因此，如果想编译运行本地路径下的*.cpp文件，而不必须把文件放在``C:\msys64（根据实际安装路径调整）路径下，则需要在MSYS2终端内使用powershell命令，这样启动的 PowerShell 能继承 MSYS2 的环境变量。另，使用exit`命令退出PowerShell。

问题原因分析

MSYS2 终端自动补全了大量环境变量：
- MSYS2 的 bash 启动 PowerShell 时，PowerShell 会继承 MSYS2 环境变量。
- 这些变量不仅仅包括 PATH，还包含了 MSYS2 运行依赖的各种 DLL 路径、TEMP 目录、可能还有 locale、MSYSTEM 等等。
- 这让 g++ 能正常找到自身依赖和临时目录，所以编译能成功且 exe 能生成。
在纯 Windows PowerShell 下缺少了这些关键环境变量：
- 仅仅在 PATH 里加上 mingw64\bin，并不能完全模拟 MSYS2 终端的环境。
- 很多 g++/gcc 的 DLL 依赖、临时文件位置、甚至 C++ 运行时的加载机制，可能都依赖于这些环境变量。
- 这也是为什么在“裸”PowerShell 下编译没有输出、没有 exe，而在 MSYS2 bash 下打开 PowerShell 却没问题。
结论：
- MSYS2 的 g++/gcc 最推荐的调用环境就是 MSYS2 的 bash/mingw64 终端。
- 如果你一定要在 PowerShell 里用，必须保证：
  - 全部 MSYS2 相关的环境变量都被正确设置（不仅仅是 PATH）。
  - 这其实很复杂，远不如直接用 MSYS2 自己的终端来得省心。
等等。

C++编译器

GCC（GNU Compiler Collection）
- 最著名的开源跨平台编译器，支持 C、C++、Fortran 等多种语言。
- 常用于 Linux、Unix、MinGW（Windows 下的 GCC 变种）、WSL 等环境。
  
  MinGW-w64（Minimalist GNU for Windows, 64-bit）是一个将 GCC 编译器移植到 Windows 平台的项目。它的目标是让开发者可以在 Windows 上用 GCC 工具链编译生成原生的 Windows 可执行程序（.exe），而不依赖 POSIX 兼容层（如 Cygwin）。
  
  MinGW-w64 是 MinGW 项目的升级版，增加了对 64 位 Windows 和更多 Windows API 的支持。
- 命令：g++
Clang / LLVM
- 由 LLVM 项目开发，强调模块化和高性能，编译速度快，错误提示友好。
- 支持 C、C++、Objective-C 等。
- 在 macOS（Xcode）、Linux、Windows（MSYS2、WSL、官方预编译）均可用。
- 命令：clang++
MSVC（Microsoft Visual C++）
- 微软出品的 Windows 平台主流 C/C++ 编译器。
- 集成在 Visual Studio IDE 中，支持最新的 C++ 标准和 Windows API。
- 命令：cl
Intel C++ Compiler（ICC、ICX/ICL）
- 英特尔推出的高性能 C/C++ 编译器，优化对 Intel CPU 的支持，适用于科学计算、工程应用。
- 商业软件，但有部分免费版本。
Borland C++ / Embarcadero C++ Builder
- 早期 Windows 平台常见的 C++ 编译器，主要用于桌面应用开发。
TinyCC (TCC)
- 极小型的 C 语言编译器，也支持部分 C++ 特性，适合嵌入式和快速测试。
其他常见编译器
- Digital Mars C++：轻量级 Windows C/C++ 编译器。
- Watcom C/C++：历史悠久，用于嵌入式和老系统开发。
- PGI/Nvidia HPC Compilers：针对高性能计算和 GPU 优化的编译器。
- Apple clang：macOS Xcode 内置的 C++ 编译器（基于 Clang）。
等等。

Windows下C++开发平台

MSYS2

MSYS2（Minimal SYStem 2）是一个为Windows平台设计的软件开发环境。它的主要特点如下：

类Unix环境
MSYS2为Windows用户提供了一个类似于Linux/Unix的命令行环境，支持大量GNU工具（如bash、gcc、make、awk等），让开发者可以在Windows下像在Linux上一样编译和构建软件。
基于Cygwin和MinGW-w64
MSYS2最初基于Cygwin，但是做了很多优化。它集成了MinGW-w64编译器，可以用来生成原生Windows可执行文件（.exe），而不是依赖POSIX兼容层的程序。
高效包管理
MSYS2自带了强大的包管理器pacman（与Arch Linux相同），可以方便地安装、升级、卸载软件包和开发库。
多种环境子系统
- MSYS2 shell：用于运行基于POSIX环境的脚本，主要用于构建和管理工具本身。
- MinGW 32/64-bit shell：用于编译生成原生的32位或64位Windows程序。
常见用途
- 在Windows下编译开源项目（如git、vim、ffmpeg等）
- 跨平台开发和移植
- 作为轻量级的开发环境和脚本工具
与WSL的区别
- MSYS2不需要Windows子系统Linux（WSL），直接在Windows原生运行。
- 生成的程序可以不依赖MSYS2运行时，是真正的Windows原生应用（通过MinGW-w64）。

Visual Studio 和 MSYS2 的对比

维度	Visual Studio	MSYS2
IDE支持	强，完整集成	无，需配合VSCode等
编译器	MSVC	MinGW-w64 (GCC)
跨平台	一般	很好
包管理	无	pacman（丰富包库）
调试体验	图形化，强大	命令行为主，可VSCode配合
Windows原生	完美支持	支持但API兼容性略差
开源项目兼容性	一般	很好
上手难度	低	略高（偏命令行）

如果你的项目主要面向 Windows，并且需要 IDE、调试器和企业级工具，推荐使用 Visual Studio。
如果你追求跨平台开发、开源库支持或更喜欢 Linux/Unix 的开发模式，MSYS2 是更好的选择。
实际开发中，两者可以结合使用：用 MSYS2 安装库和工具链，用 Visual Studio 或 VS Code 作为编辑器。

其他平台

Visual Studio Code (VS Code)
- 虽不是完整的 IDE，但配合 C++ 扩展（如 Microsoft C/C++ 扩展、CMake Tools、IntelliSense、调试器等）可成为强大的轻量级开发环境。
- 可搭配多种编译器（MSVC、MinGW、Clang 等）和构建系统（CMake、Makefile）。
- 跨平台，支持 Windows、Linux、macOS。
CLion
- JetBrains 出品的专业跨平台 C/C++ IDE，功能强大，支持 CMake、Makefile、Gradle 等多种项目管理方式。
- 支持 Windows 下 MSVC、MinGW、WSL、Cygwin 等多种工具链。
- 代码补全、重构、调试、单元测试等功能齐全，但为商业软件（付费）。
Code::Blocks
- 开源、轻量级的 C/C++ IDE，支持多种编译器（如 MinGW、MSVC、Clang）。
- 界面简洁，适合初学者和小型项目。
Dev-C++
- 经典的 Windows C++ 开发环境，适合学习和教学用途。
- 开源，集成 MinGW 编译器，但功能较为基础，维护不如上述几个活跃。
Eclipse CDT
- Eclipse 的 C/C++ 开发拓展（CDT），跨平台，支持多种编译器和调试工具。
- 可用作大型项目开发，但对资源要求较高，配置略复杂。
Cygwin
- Windows 上的类 Unix 环境，类似 MSYS2，但更注重 POSIX 兼容性。
- 可用作开发和构建 POSIX 兼容的 C/C++ 项目，但生成的程序通常依赖 Cygwin 运行库。
WSL (Windows Subsystem for Linux)
- 在 Windows 10/11 上运行原生 Linux 环境，可直接用 Linux 下的 GCC、Clang 等编译器和工具链。
- 支持 VS Code 远程开发、CMake、Makefile 等，开发体验接近 Linux 原生。
Qt Creator
- 专为 Qt 跨平台应用开发设计的 IDE，也适合纯 C++ 项目。
- 支持多种编译器和构建系统，界面友好，调试功能强。
其他命令行工具链
- MinGW/MinGW-w64：纯编译工具链，可单独使用或结合其它编辑器。
- LLVM/Clang：现代 C/C++ 编译器，可在 Windows 下独立使用。
等等。