0. 为什么 msys2 ？

Linux 早就成为 C/C++ 程序员最主要的广阔天地，工作机会多，平均薪水相对高。

当然，我们也不会放弃在Windows下写C/C++的学习。

结论就是，学 C/C++，我们还是一如既往地，坚持 “跨平台” 的策略，外加坚持服务端为主，桌面程序也不放手。

考虑到多数同学从小接触计算机，都是从 Windows 开始，工作也往往还有些重要的任务（比如上班玩游戏）还需要在Windows下完成，，我们的学习需要准备一个在Windows下运行，但同时支持开发Windows和Linux程序的环境。

这样的环境有（带勾项是本站已上架或准备上架的课程）：

1. 【WSL2】✓：微软提供的在Windows下直接运行Linux的重量级环境（你可能好奇微软为什么要干这种看似为别家平台作嫁衣的事？答案参考上面我们刚刚读过的文字）。评价：WSL2 基本就是一个Linux平台，在它上面编译出来的 C/C++程序，并不能在 Windows 直接运行，这一点让它没有成为我们的学习首选环境。它更适合那些必须编写 Linux 程序（典型的如服务器程序），但日常工作在 Windows，不想在两个系统来回切换的专业开发人员。不过，如何使用 VSCODE + WSL2 编程，会出现在本课程靠后点的课堂；
2. 【VSCODE 加 Remote-SSH 远程开发 Linux 程序】✓：你需要一台独立的运行 Linux 系统的服务器。通常这是因特定原因而离不开Windows的专业选手的做法，虽然我很少用，但后面的课程也会讲；
3. 【浏览器在线开发】✓：相当于轻量级的远程开发，只要有浏览器，能上网上，就能写C/C++代码，编译、调试……适合初始学习，详见：课堂-第2学堂 - 打开浏览器，线上玩转C++；
4. 【mingw64-gcc 编译器】✓：这是我们在更入门的C++教程中使用的方法（见本站课程：课堂-第2学堂 - 安装并集成MinGW-w64)）。优点是初始安装、配置的东西最少，但它只提供可在Windows下使用GCC编译器套件，不提供现存于世界的 C/C++丰富的第三方开发库；
5. 【Cygwin】：第三方提供的 Windows 下的模拟 Uinix / Linux 环境的软件，比较古老，写出来的程序在Windows 下运行性能比较差；
6. 【msys2】✓：也是一个 Windows 下的 Linux 环境。

我们选择最后一项 msys2，原因如下。

1. 成熟，有很多工业应用使用它作为开发环境，大家学了不会白学（mingw64-gcc 也成熟）；
2. 编译出来的程序可以 纯 Windows 环境运行；
3. 非常重要的一点：和真正的 Linux 一样，自带包管理器，方便我们在 C/C++ 程序中，使用大量的C/C++成熟、强大的开发包，无需我们手工编译，比如 asio、boost、wxWidgets、openssl 、josncpp、zip……。本课附录有此项信息的更多内容；
4. 比WSL2或Cygwin轻量（当然，也不会小）；
5. 同时支持多种最主流的两大开源C/C++编译器：GCC（源于Linux）和CLang（源于Apple），支持32位和64位系统，支持 Windows 的新旧 C 运行库，支持C/C++各种复杂开发配置选项，如异常实现、线程实现等，更贴近工作中的实际开发状态；
6. 不熟悉 Linux 的同学可借其开始了解 Linux ，为未来使用 Linux 铺桥搭路，实现平滑过渡；并且 MSYS2 模拟的是 Arch Linux，该发行版的包升级策略是滚动更新，可简单理解为就是一直在更新，这在实际工作中过于激进，但能让我们及时学习新的软件包。

1. 下载、安装 MSYS2

1.1 下载

国外网站通常很慢，还好，国内许多高校提供镜像，感谢这些学校，咱们使用清华大学的吧。

请打开网址：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/msys2/distrib/

通常你的电脑操作系统是64位的，请在上面网页上，找：msys2-x86_64-latest.exe，如下图：

如果你的电脑还是 32 位的系统，是时候换台新电脑了，或者，暂时可选 msys2-i686-lastest.sfx.exe 。名字中多出来的 sfx，意为自解压，官网好像只为32位版本提供了自解压版本，具体差别后续会说。

重要提醒：

后面涉及64位与32位等区别，课程都会特意指出。但本课使用的 msys2 版本，只实测过64位 +Windows10 / Windows11；32位系统，Windows7甚至WindowsXP等没有实测。

1.2 安装

1.2.1 安装前必读

1. 电脑硬盘必须使用 NTFS 文件系统分区格式，基本上Windows都应该是这种分区，但你外接的移动盘有可能不是；
2. 不要在同一台机器上同时安装 64 位和32位的 msys2，它们生成的用户目录重叠，会打架；
3. 64位版本安装过程可能需联网，且有可能会卡，请耐心等待，实在不行（都等30分钟以上了，可以考虑取消，然后断网再装）。安装后我们会修改至国内镜像服务器。

1.2.2 64位版本

运行下载后得到的可执行文件（msys2-x86_64-latest.ex），将弹出安装向导。选择安装目录时，默认为 C:\msys64，如果你的C盘空间不足，建议换一个大一点的磁盘，因为未来还需要不断在此环境下安装各种开发包。更换位置时，请遵守以下要求：目录名仅包含纯英文字母或数字，且不含空格。后续课文均以默认路径，即 C:\msys64 解说。安装后，将在Windows开始菜单内生成 MSYS2 菜单组。

1.2.3 32位版本

运行下载后得到的可执行文件（msys2-i686-lastest.sfx.exe ），将直接运行自解压，完成后，可以和 exe 文件同一目录下，找到 msys32 子目录，请将它直接移动到你希望的位置，后续如有提前32位版本，均以 C:\msys32 解说。因为只是自解压过程，所以安装后不会生成菜单项。

2. 理解 MSYS2 的 「环境」

我们从64位版本程序生成的菜单组说起。64位版本安装后，将在开始菜单内生成 msys64 的菜单组及菜单项，如：

32 位版本安装后没有菜单，只能进入 msys32 目录，通过图标及文件名，找到对应的 .exe 文件，比如上图上标为③的 “MSYS2 MSYS”菜单项对应的执行文件，应是 msys2.exe 。

下面我们以 64 位版本讲解 MSYS2的一个重要概念：环境。

操作系统的编写，严重依赖C/C++程序，特别是C。而C/C++的实现存在CPU架构的区别，CPU位数的区别，C/C++编译器的区别、甚至还有C++异常如何实现、线程如何实现等细节上的一大堆区别。每一种区分组合起来，将得到一个恐怖的数目。msys2 在一些细节自行做了选择，但保留了大项上的区别，每一种组合称为一个“环境”。对应上图序号，MSYS2 64 提供的环境有：

• ① MSYS2 CLANG64 / MSYS2 CLANGARM64 采用 CLANG 编译器，前者是常见的电脑、笔记本，后者可用于 ARM CPU 架构的设备，典型如智能手机。在苹果设备上开发C/C++/OC程序是主力编译器，在LINUX上也有广泛使用，但暂时仍无法代替 GCC的地位；
• ② MSYS2 MINGW32 / MSYS2 MINGW64 以及 ④ MSYS2 UCRT 64 ，这三者采用 GCC 编译器。MINGW32 用于编译、生成 32位程序。MINGW64 和 UCRT 64 用于编译、生成 64 位程序。其中 UCRT 64 基于微软在 Windows10 以后主推的，新版的 C 运行时库，仅提供64位版本，因此需要你用的是 Windows10/11 的操作系统。UCRT64的介绍见本课堂附录部分。
• ③ MSYS2 MSYS 这是单纯用于模拟 Linux 的环境，也可以在里面编译程序，但生成的C/C++程序在 Windows 无法单独运行，需要带上 MSYS2.dll 。

我们的课程采用 “④ MSYS2 UCRT64”，如果你用的操作系统是 Windows 7 甚至 XP，那么依据它的位数，请对应用使用 MINGW 64 或 MINGW 32。彼此区别并不大。

重要提醒：

后续操作中，提到进入MSYS2 环境，如无特别说明，均指 UCRT64 或你依据电脑情况选定的环境。如果进错环境，很多操作都可以看似顺利的进行，但容易在后续引发奇奇怪怪的问题。

3. 修改软件包更新源

msys2 就是个小 Linux 环境，我们经常需要它升级它，更重要的是，我们需要用它来下载C/C++开发包。相关更新资源的默认服务器在德国，比较慢。我们需要把它切换至国内的镜像服务，下面我们以前面提过的清华大学开源软件镜像服务器为例讲解。

或许有你的母校：北京外国语大学、中国科学科技大学、南京大学、上海交通大学、北京理工大学……

1. 进入 C:\msys64\etc\pacman.d\ 目录，用记事本打开其中的 “mirrorlist.ucrt64”，你将看到一行又一行以 “Server = ” 打头的文本内容;
2. 搜索 mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn，复制所在行，再将它粘贴到文件的第一行（或放在 “## Primayr” 之下的第一行）。回到之前找到的那一行，在它前面加上一个 # 和 空格，以注释它；
3. 保存文件文件。

尽管我们基本就使用 ucrt64 环境，但其它环境的源，我们也一并改了。以 mingw64 为例，就是打开前述文件夹下的 “mirrorlist.mingw64”，然后重复以上步骤。注意，每个文件的内容都不一样，不可混用！

如果你正在运行 msys2 ，需退出后，以上修改才生效。

4. 首次更新 MSYS2

更新源以后，我们来完成首次升级。进入UCRT64 环境（或你选择的环境），在其内输入 ：pacman -Suy 并回车。pacman 是 Arch Linux 的包管理器，类似 UBUNTU Linux 的 apt-get。该指令将检查 MSYS2是否有新近更新的内容。我这边的运行效果如下：

如果有更新，可输入 Y 字母，或直接直接回车（当提示中的 Y 字母是大写时），即可开始更新，更新后，可能还会提示是否关闭当前MSYS，同样选择输入 Y。

提醒 ：如前所述，MSYS的更新是比较频繁的，所以如有需要，可经常执行以上步骤。

另外，这是我们第一次进入 MSYS2（的某个）环境，如果你觉得它长得难看，可以鼠标右键点击，弹出菜单中选 Options 菜单项，可以设置主题，字体。本课堂附录有一个设置样例。

5. 安装指定环境的编译器、调试器等

5.1 安装GCC包

注意！不同的 MSYS2 环境，安装的 GCC 包名不一样，同样不能混装。我们先以 UCRT64 为例讲解，其它环境请先不要实际动手操作。

1. 进入 UCRT64 环境；
2. 输入 pacman -S mingw-w64-ucrt-x86_64-gcc 并回车；
3. 后续如有提问，一路选 Y。

各环境需要安装的包名：

（注：pacman 的一些常见用法，也在本课堂的附录中）。

5.2 检测GCC安装结果

以UCRT64环境为例，在其内输入： whereis gcc ，应该得到： gcc: /ucrt64/bin/gcc.exe。注意加粗部分。

或者输入： which gcc ，应该得到： /ucrt64/bin/gcc

确认已安装GCC和当前环境匹配后，大家可以看一下编译器的版本。输入 gcc --version 后，在写本文时，我安装的是 GCC 14.2 的版本，如图：

你可以输入 gcc -v ，以得到更全面的版本信息。

C/C++编译器显然是在了，不过，它们躲在我们的电脑哪个文件夹里呢？以安装目录 为 C:\msys64，环境为 UCRT64 为例，GCC编译套件的可执行文件，在这里： C:\msys64\ucrt64\bin。这个位置很重要，下一节课我们需要在 VSCODE 中用到它。此处截张图以加深各位印象：

如果你用的是传统 MINGW64 环境，对应目录应是：C:\msys64\mingw64\bin。

5.3 安装GDB和make包

通过msys2安装包并在Windows中找到安装结果，类似的操作我们以后经常要做，下面我们正好借助另外两个包的安装过程，再强化一次（然后，后面的课程再遇到类似操作，就会一笔带过）。

还需要安装的另两个包，一个GDB，它用来调试程序；一个叫 make ，它用来在编译的基础上，“制作”更复杂软件系统。

有些教程会教大家直接安装一个工具链包（比如：(mingw-w64-ucrt-x86_64-toolchain），它直接包含今天我们必须安装的所有包，但也会包含很多我们用不到开发包，比如Fortran语言、Ada语言等 ，虽然安装过程中可以选择，但操作起来更麻烦，所以我们就按需安装吧。

还是进入MSYS2指定环境（以下仍以 ucrt64 为例），我们先来搜索包：

pacman -Ss "\-gdb$"

“-gdb$” 表示包名必须以 gdb 结尾，且 g 前面需带有 ‘-’ （，因为 ‘-’ 被用作参数引导 ，所以需要带上转义符： \ ）。

大概会搜索出以下项：

mingw32/mingw-w64-i686-gdb
mingw32/mingw-w64-i686-gdb-multiarch
mingw64/mingw-w64-x86_64-gdb 
mingw64/mingw-w64-x86_64-gdb-multiarch 
ucrt64/mingw-w64-ucrt-x86_64-gdb
ucrt64/mingw-w64-ucrt-x86_64-gdb-multiarch 
clang32/mingw-w64-clang-i686-gdb
clang32/mingw-w64-clang-i686-gdb-multiarch 
clang64/mingw-w64-clang-x86_64-gdb
clang64/mingw-w64-clang-x86_64-gdb-multiarch 

可按以下规则人工筛选：

• “/” 字符前面的头部，表示隶属哪个环境，它们并不属于包名的一部分。 mingw开头的，表示32位或64位系统中，使用微软传统 C运行时的包，ucrt64 表示使用微软新C运行时的包；
• 以 -multiarch 结尾的，表示支持多架构，估计用于交叉编译，不是我们现在想要的；
• x86_64 表示64位， i686表示32位，通常我们使用 x86_64；

筛选结果，使用 ucrt64 环境，需要安装的准确包名是：mingw-w64-ucrt-x86_64-gdb，如果你不使用 ucrt64，那么最有可能你需要的是 mingw-w64-x86_64-gdb 或 mingw-w64-i686-gdb。

类似的方法，搜索 pacman -Ss "\-make$" 。

UCRT64 环境下，我们需要安装的制作工具包名是：mingw-w64-ucrt-x86_64-make。如果你不使用 ucrt64，那么最有可能你需要的是 mingw-w64-x86_64-make 或 mingw-w64-i686-make。

接下来，我们可以两个包一起安装：
pacman -S mingw-w64-ucrt-x86_64-gdb mingw-w64-ucrt-x86_64-make

回车后即开始安装，因为每个包都会有些依赖包需要自动安装，所以安装过程略长，约 5 分钟。

在 MSYS 指定环境下，输入 gdb --version 可看到调试器的版本信息；输入 mingw32-make --version 可看到制作器的版本信息。其中 “mingw32-make” 这个名字看起来怪怪的，但它确实是 for mingw64的。

请大家也在Windows上，找到相应的两个文件： gdb.exe 和那个名字怪怪的 mingw32-make.exe。

至此，GCC + GDB + make，已落袋为安，不过，我们还有一件事要做。

6. 测试G++编译器

对于一个编译器，还有什么能事情，能比实际用它编译一个程序令人放心呢？

下面我们来演示如何在MSYS2环境下，使用GCC编译一段C++代码，以及在外部宿主环境（Windows）如何运行编译得到的程序；同时讲解如何通过添加编译选项，解决在中文Windows下，常见的代码包含汉字的编码问题解决。

6.1 视频演示

6.1.1 完整操作视频

我们仍然以 UCRT64 为例，进入该环境……先看视频，指令、具体操作步骤以及代码等细节，在视频下面的文字教程中给出。

6.1.2 关键步骤说明

一、打开UCRT64环境的MSYS2。（此时将默认进入模拟Linux中的用户目录，该用户目录由MSYS2的安装程序自动读取当前的Windows用户信自己生成（希望你的Windows用户名不汉字……）；

二、输入 mkdir Projects (并回车，下同），创建一个目录用以存储各个编程项目，输入 cd Projects 进入该目录；再输入 mkdir cxx && cd cxx && mkdir hello && cd hello。最终得到当前用户目录下的 Projects/cxx/hello，同时已进入该目录；

三、输入 nano ，进入Linux自带的一个终端版本的纯文本编辑器，然后完整输入 Hello World 的 C++代码，代码见后面；

四、在 nano 里， 先按下 Ctrl + O ，按界面提示，输入文件名 main.cpp 并回车，然后按 Ctrl + X，退出 nano；

五、「可选」，你可以输入 ls （或 dir 也行），列出内容中应能看到 main.cpp 文件，还可以 cat main.cpp 直接在终端内查看文件内容；

六、输入：g++ main.cpp -static -fexec-charset=GBK -o hello.exe （注意，Linux指令需严格区分大小写，另，参数中的 GBK同样应大写），执行后，在当前目录下，将得到一个可执行文件 hello.exe。

七、输入 ./hello.exe ，应能看到程序的输出，且所含汉字显示正常；

八、在 Windows中，进入 MSYS2 安装目录 ，以 C:\msys64 为例，进入 C:\msys64\home\XXX\Projects\cxx\hello，其中的 XXX 换成你的Windows用户名。再进入对应的Windows 控制台（cmd 或 PowerShell 均可），执行 .\hello.exe 。应能看到程序的输出，且所含汉字显示正常。

简单解释下编码问题：

msys2 的终端自身默认使用外部宿主系统的编码，对于 中文 Windows 来说，默认是 GB18030（我国国标），不过，进入 nano 等编辑器时，存储的文本文件仍然是 Linux 默认的 UTF-8 编码。使用 UTF-8 编码的汉字，在输出到使用 GB 18030 编码的控制台，解码结果自然混乱。所以我们使用 -fexec-charset=GBK，以提醒GCC编译 ，代码中的汉字是UTF8-8编码（这是GCC的默认要求），烦请编译器您在编译过程中，将它们顺手转成 GBK 编码（GBK 是 GB18030 的一个子集）。

6.2 测试代码

如上所述，它的编码是 UTF-8。

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    cout << "Hello World! - 来自 msys2" << endl;
}

7. 附录

附录1-UCRT64 简介

MSVCRT 和 UCRT 是微软的Windows上C标准库的两个变体，前者旧，兼容更多老版本的Windows，后者新。；从 Windows 10 起，它成为 Windows 直接集成的组件。

☞ UCRT

UCRT（Universal C RunTime）支持基于 C 调用约定的稳定 ABI，且谨遵 ISO C99 标准（仅有少数例外）。它将不再绑定到特定版本的编译器。 可以在 Visual Studio 2015 或 Visual Studio 2017 支持的任何 Windows 版本上使用 UCRT。 其好处是使用者不再需要在每次升级 Visual Studio 时都以新版本的 CRT 为目标来更新自己的版本。

全面了解UCRT，请到微软官网：

• 中文（机翻）：将代码升级到通用 CRT ；
• 英文：Upgrade your code to Universal CRT 。

☞ MSVCRT

MSVCRT（Microsoft Visual C Runtime）默认情况下可在所有Microsoft Windows版本上使用，但由于向后兼容性问题，它停留在过去，不兼容C99并且缺少一些功能。

• 它不兼容C99，例如printf()函数族，但是…
• mingw-w64提供了替换函数，使事情在许多情况下与C99兼容。
• 它不支持UTF-8 locale。
• 链接到MSVCRT的二进制文件不应该与UCRT的二进制文件混合，因为内部结构和数据类型不同。(更严格地说，不应该混合使用为不同目标构建的对象文件或静态库。
• 为不同的CRT构建的DLL可以混合使用，只要它们不跨DLL边界共享CRT对象(例如FILE*)。
• 同样的规则也适用于MSVC编译的二进制文件，因为MSVC默认使用UCRT(如果没有更改的话)。
• 在每个版本的Microsoft Windows上都可以开箱即用。

附录2-pacman 常用指令

1. 更新MSYS2系统: pacman -Syu ；可拆解为 pacman -Sy （同步，从而发现有哪些更新），和 pacman -Su （实际更新）；
2. 安装指定包：pacman -S 包名 ；包名必须精确。如：pacman -S mingw-w64-ucrt-x86_64-gcc；安装包之前，通常建议先执行第1条指令；
3. 删除指定包：pacman -R 包名 ；该指令仅删除指定包。如果是 pacman -Rs 包名 ，将同时删除被指定包依赖，且不被其他包依赖的包；
4. 搜索包：pacman -Ss 关键字； 关键字指包名包含的内容；比如 pacman -Ss GCC 将列出所有GCC的包，如果是已安装的包，列出的包名那一行，尾部带有 [installed] 字样；

更多内容大家上网搜索吧。

附录3-了解更多msys2包

如果想快速了解 msys2 当前含有多少软件包（包括工具程序、工具程序依赖包、开发包），可上网其msys2官网查询。查询页网址：https://packages.msys2.org/packages/

基于本课程，本站有《C++第三方精品单兵作战弹药库》课程，让你高效掌握C++世界中“全世界都在用”的轻量工具库，迅速提升你的C++编程解决能力。

附录4-MSYS2 终端外观调整

MSYS2 的模拟终端（Windows 下更常称为控制台，不过，现在也开始叫“终端”了。）默认字体实在太小（特别是对我这种眼花的老人），下面我们为它调整下配置。

不管从哪个环境进入设置，调整效果对所有环境起作用，不过我们还是以UCRT64为例。

进入UCRT64 环境，然后右键点击模拟终端标题栏或窗口内容区域，在弹出菜单中，选 “Options…”

☞ Looks 配置

在 Looks 页，可以调整终端的前景色（Foreground…）、背景色（Background…）、光标样式（Cursor…）……个人感觉不要在这些细节花时间，从 Theme 栏里，选一个你看着舒服的就行，我选的是：“monokai-dimmed”。

Transparency 可以设置为 “Low”，即低透明度。如果你后面发现自己经常会在里面写代码——按我们的课程，这不太可能，因为下节课，我们就要教大家在 VSCODE 里使用今天安装的编译器——建议把 “Opaque when focused” 勾上，这样，模拟终端将仅在你不理它（即该窗口失去焦点）时才变得透明。

如果你是个讲究人，这个页面上有个 “Color Scheme Designer”……点下去将带你到一个在线的配色设计器。

☞ Text 配置

点击 “Select…” 按钮，选择一个你喜欢，且合适的字体（建议使用 Cascadia Mono，这是Windwos自身控制台的字体）。最主要是，将字体大小从原来的 9pt ，改成 12pt 。

提醒：把 Local 设置成 zh-CN，Character set 设置为 UTF-8 (Unicode)，如图：

保存配置，退出 MSYS2 环境，再进入，部分指令执行输出内容将会被“汉化”了，比如，前述使用 pacman 安装包的过程：

☞ 其他配置

其他项建议暂不要改，除非你非常熟悉。

☞ 配置效果

我配置的最终效果如下图（鱼是桌面背景）。

附录5-MSYS挂接Windows新终端

应该仅支持 Windows 10 及以上版本。

在Windows上支持 cmd 命令，打开一个新版的终端窗口，请观察下面的截图并作对比，如果你找不到图中位置的下拉菜单（点红圈标注的小三角），那就是不能配置的旧版。

点击上图的设置菜单项，在弹出设置界面左侧栏，找靠底部的 “+ 添加新配置文件”，如图：

在出现的页面顶部，选 “新建配置文件”，然后将进入一个标题为“Profile N” （N是一个数字），的页面，然后按下配置填写（未提到的项不用修改）。我们使用的仍是 UCRT64环境，且 msys2 安装目录为 c:\msys64。

确保以上填写无误后，点击右下角的保存按钮，然后关闭设置页。现在，我们就可以在Windows的新版控制台，集成使用 MSYS2的环境了，如图，是一个打开 msys2-ucrt64 、cmd、powershell 的 Windows 控制台。