什么是 MSVC？
MSVC 是 Microsoft Visual C++ 的缩写，但它不仅仅是一个 IDE 或编程语言。更准确地说，MSVC 是一套由微软开发的 C、C++ 和汇编语言的集成开发环境（IDE）以及 构建工具集。在许多上下文中，尤其是讨论编译和构建过程时，MSVC 特指这套构建工具集，其核心包括编译器、链接器、库管理器等。
它的主要作用是将使用 C、C++ 或汇编语言编写的源代码文件转换成可执行程序、动态链接库 (DLL) 或静态库。它是 Windows 平台上进行原生 (Native) 应用程序开发最常用和功能最强大的工具之一。
MSVC 的全称及其核心组件
全称是 Microsoft Visual C++。虽然名字中包含“Visual”和“C++”，暗示了其集成在可视化环境（Visual Studio）中并主要针对 C++，但它也完全支持标准的 C 语言编译，并包含处理汇编代码的工具。
其核心构建组件包括：
- 编译器 (cl.exe): 这是 MSVC 工具集中最重要的部分。它负责将 C/C++ 源代码 (.c, .cpp) 和头文件 (.h, .hpp) 转换成机器代码存储在对象文件 (.obj) 中。它执行语法分析、语义分析、代码优化等过程。
- 链接器 (link.exe): 链接器负责将一个或多个对象文件 (.obj) 以及所需的库文件 (.lib, .dll 的导入库) 合并在一起，生成最终的可执行文件 (.exe) 或动态链接库 (.dll)。它解析符号引用，进行地址重定位等工作。
- 库管理器 (lib.exe): 用于创建和管理静态库 (.lib)。可以将多个对象文件打包成一个静态库，方便其他程序链接使用。
- 资源编译器 (rc.exe): 用于编译 Windows 资源文件 (.rc)，如应用程序图标、菜单、对话框模板、版本信息等，生成资源文件 (.res)。
- 其他辅助工具: 还包括调试器组件、性能分析工具、命令行环境配置脚本等。
MSVC 与 Visual Studio 的关系
理解 MSVC，就不能不提 Visual Studio。Visual Studio 是微软的集成开发环境 (IDE)，它为多种编程语言（包括 C++, C#, VB.NET 等）提供了一个统一、可视化的开发界面。
MSVC 工具集是 Visual Studio 中用于编译和构建 C++ 项目的默认且核心的后端工具。 当你在 Visual Studio 中创建一个 C++ 项目并点击“生成”或“重新生成”时，Visual Studio IDE 内部调用的正是 MSVC 的编译器 (`cl.exe`)、链接器 (`link.exe`) 等工具来处理你的代码。
因此，MSVC 工具集可以独立于 Visual Studio IDE 使用（通过命令行），但 Visual Studio IDE 提供了图形界面、项目管理、智能感知、集成调试等功能，极大地提高了使用 MSVC 进行开发的效率和便捷性。两者是紧密配合但又相对独立的组成部分。
为什么要选择使用 MSVC？
在 Windows 平台上进行 C/C++ 开发时，MSVC 是一个非常普遍的选择，这有几个主要原因：
深度集成 Windows 生态系统
MSVC 是微软官方提供的工具集，它与 Windows 操作系统及其各种 API (如 Win32 API, COM, DirectX, UWP 等) 具有最紧密的集成和最佳的兼容性。使用 MSVC 开发的程序能够充分利用 Windows 特有的功能和优化。
强大的 IDE 集成与开发效率
与 Visual Studio IDE 的无缝集成是 MSVC 的一个巨大优势。Visual Studio 提供了功能丰富的编辑器（智能感知、代码高亮、重构）、强大的调试器、性能分析工具、直观的项目和解决方案管理系统，这些都极大地提升了开发者的工作效率。
优秀的性能和优化能力
MSVC 编译器在代码优化方面表现出色，能够生成高效、快速的机器代码。它支持多种优化级别，可以根据需要平衡编译时间与代码执行性能。
完善的调试支持
MSVC 工具集与 Visual Studio 调试器结合，提供了业界领先的调试体验。可以轻松设置断点、逐行执行代码、检查变量值、查看调用堆栈、进行多线程调试等，这对于查找和修复 Bug 至关重要。
对 C++ 标准的支持
微软持续更新 MSVC，以支持最新的 C++ 标准 (如 C++11, C++14, C++17, C++20, C++23 的特性)。虽然在标准符合性方面历史上曾有一些争议，但近年来的版本在标准支持上有了显著改进。
是 Windows 平台的事实标准
许多商业软件、游戏、驱动程序和系统组件在 Windows 上都是使用 MSVC 构建的。如果你需要与其他 Windows 平台上的库或项目进行互操作，使用 MSVC 可以减少潜在的兼容性问题。
在哪里获取和找到 MSVC？
获取 MSVC 工具集的主要途径是通过 Visual Studio 安装程序 (Visual Studio Installer)。
通过 Visual Studio 安装程序获取
1. 下载 Visual Studio 安装程序：可以从微软的 Visual Studio 官方网站下载。
2. 运行安装程序：安装程序会引导你选择需要安装的 Visual Studio 版本（如 Community, Professional, Enterprise）和工作负载 (Workloads)。
3. 选择工作负载：要安装 MSVC 工具集，必须勾选与 C++ 开发相关的 工作负载 (Workload)。最常见的是 “Desktop development with C++”（使用 C++ 的桌面开发）。根据需要，还可以选择其他工作负载，如 “Game development with C++”（使用 C++ 的游戏开发）或 “Universal Windows Platform development”（通用 Windows 平台开发），这些工作负载通常也包含 MSVC 工具集。
4. 安装组件：在选择工作负载后，可以在右侧的“安装详细信息”中进一步选择具体的 MSVC 组件版本（例如 MSVC v143 – VS 2022 C++ x64/x86 Build Tools）以及所需的 Windows SDK 版本、测试工具、分析工具等。
5. 完成安装：确认选择后，点击安装即可下载并安装选定的 Visual Studio IDE 和 MSVC 工具集。
请注意，Visual Studio Community 版本对个人开发者、学生、开源贡献者和小型团队是免费的，这使得 MSVC 工具集对于许多用户来说也是可以免费获取和使用的。Professional 和 Enterprise 版本是商业许可产品。
MSVC 工具集的安装位置
安装完成后，MSVC 工具集的文件通常位于 Visual Studio 安装目录下的特定子文件夹中。这个路径会根据你的 Visual Studio 版本、安装的组件以及你选择的安装位置而有所不同。
一个典型的路径结构可能类似于：
C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\[Year]\[Edition]\VC\Tools\MSVC\[Version]
例如：
C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\2022\Community\VC\Tools\MSVC\14.35.32215
在这个目录下，你会找到 `bin` 文件夹，其中包含 `cl.exe` (编译器)、`link.exe` (链接器) 等可执行文件；`include` 文件夹包含标准库和 Windows SDK 的头文件；`lib` 文件夹包含库文件。
如何在命令行中使用 MSVC？
直接运行 `cl.exe` 或 `link.exe` 是不够的，因为它们需要特定的环境变量（如 PATH, INCLUDE, LIB）来找到它们依赖的工具、头文件和库文件。
最简便的方式是使用 Visual Studio 提供的 “Developer Command Prompt for VS [Year]”。这是一个特殊的命令行快捷方式，运行它会自动配置好所有必要的环境变量，然后你就可以直接在其中使用 `cl`、`link` 等命令了。你可以在 Windows 的开始菜单中搜索它。
使用 MSVC 需要多少费用？
关于使用 MSVC 的费用，这取决于你的具体情况和使用哪个版本的 Visual Studio。
许可费用
如前所述，MSVC 工具集是随 Visual Studio IDE 一起提供的。
- Visual Studio Community: 这个版本是免费的，适用于个人学习、非企业开源项目、学术研究以及员工人数少于 250 人且年收入少于 100 万美元的小型企业。对于大多数个人开发者和小型团队来说，Community 版本提供的 MSVC 工具集功能已经非常齐全。
- Visual Studio Professional / Enterprise: 这两个版本需要购买相应的商业许可。它们提供了更多高级功能，适用于大型企业、专业开发团队以及需要特定企业级功能（如高级测试工具、代码度量、架构工具等）的场景。使用这些版本的 Visual Studio 自然也包含了相应版本的 MSVC 工具集。
因此，如果你符合 Community 版本的免费使用条件，那么使用 MSVC 工具集进行开发基本上是免费的。
磁盘空间需求
安装 MSVC 工具集及其相关的组件和 SDK 需要相当大的磁盘空间。仅仅是“使用 C++ 的桌面开发”工作负载，根据你选择的组件不同，可能就需要数 GB 到十几 GB 甚至更多的空间。如果你安装了多个 MSVC 版本或多个 Windows SDK 版本，所需的空间会进一步增加。在安装前，请确保你的硬盘有足够的剩余空间。
编译和运行性能
MSVC 工具集本身的性能（如编译速度、链接速度）通常是高效的。具体的构建时间取决于你的硬件（CPU 速度、内存大小、硬盘类型）、项目大小和复杂度、以及你设置的编译选项（如优化级别）。生成的程序的运行性能也通常很高，因为 MSVC 在代码优化方面做得不错。
如何使用 MSVC 进行开发？
使用 MSVC 进行开发主要有两种方式：在 Visual Studio IDE 中使用，以及在命令行中使用。
方法一：在 Visual Studio IDE 中使用
这是最常见和推荐的方式，因为它提供了丰富的开发环境。
- 创建项目: 打开 Visual Studio，选择“创建新项目”。在模板列表中，找到 C++ 项目模板，例如“控制台应用”、“桌面应用程序”、“动态链接库 (DLL)”等。选择模板，命名项目并选择位置，然后点击“创建”。
- 编写代码: 在项目中添加或修改 C++ 源代码文件 (.cpp)。Visual Studio 的编辑器提供语法高亮、智能感知（代码自动完成、参数信息）、错误提示等功能。
-
配置项目属性: 右键点击“解决方案资源管理器”中的项目，选择“属性”。这里可以设置大量的编译和链接选项，例如：
- 配置 (Configuration): Debug 或 Release。Debug 配置包含调试信息，不进行过多优化，便于调试；Release 配置进行大量优化，生成最终发布版本。
- 平台 (Platform): Win32 (32位) 或 x64 (64位)。
- C/C++ -> General: 附加包含目录、警告级别等。
- C/C++ -> Optimization: 优化级别 (/O1, /O2, /Ox 等)。
- C/C++ -> Code Generation: 运行时库设置 (MT, MTd, MD, MDd)。
- Linker -> General: 输出文件、附加库目录等。
- Linker -> Input: 附加依赖项 (需要链接的库文件 .lib)。
通过这些属性设置，你可以精细控制 MSVC 工具集如何编译和链接你的代码。
- 生成 (Build) 项目: 在“生成”菜单中，选择“生成解决方案”或“重新生成解决方案”。Visual Studio 会根据你的项目配置，调用 MSVC 的 `cl.exe` 编译源代码，然后调用 `link.exe` 链接生成目标文件（.exe 或 .dll）。构建过程的输出会显示在“输出”窗口中，包括编译器和链接器的消息或错误。
- 运行和调试: 如果生成成功，你可以直接在 Visual Studio 中运行程序 (Ctrl+F5)。如果需要调试，设置断点 (F9)，然后选择“调试”菜单中的“开始调试” (F5)。Visual Studio 的调试器会启动程序，并在断点处暂停，你可以单步执行、查看变量、检查内存等。
方法二：在命令行中使用 MSVC
对于自动化构建、脚本化操作或不使用完整 IDE 的场景，可以通过命令行直接调用 MSVC 工具集。
- 打开 Developer Command Prompt: 务必使用前面提到的“Developer Command Prompt for VS [Year]”来启动命令行窗口。
-
编译源代码 (`cl.exe`): 使用 `cl` 命令编译源文件。
cl /EHsc /c my_source.cpp这里：
cl: 调用 MSVC 编译器。
/EHsc: 一个常用的编译选项，启用 C++ 异常处理。
/c: 只编译，不链接。这会生成一个对象文件 (`my_source.obj`)。
my_source.cpp: 要编译的源文件。你可以一次编译多个源文件：
cl /EHsc /c file1.cpp file2.cpp
这将生成 `file1.obj` 和 `file2.obj`。如果省略 `/c`，`cl` 命令会在编译成功后自动调用链接器生成可执行文件（如果只编译了一个包含 `main` 或 `WinMain` 的源文件）。
cl /EHsc my_program.cpp
这将直接生成 `my_program.exe`。 -
链接对象文件和库 (`link.exe`): 当你有多个对象文件或者需要链接外部库时，需要显式使用 `link` 命令。
link file1.obj file2.obj /OUT:my_program.exe这里：
link: 调用 MSVC 链接器。
file1.obj file2.obj: 要链接的对象文件。
/OUT:my_program.exe: 指定输出可执行文件的名称。链接库：如果你的程序使用了外部库（例如 `my_library.lib`），需要在链接命令中包含它：
link file1.obj file2.obj my_library.lib /OUT:my_program.exe
链接器会在环境变量 `LIB` 指定的目录和当前目录中查找 `my_library.lib`。 -
设置包含目录和库目录: 如果你的头文件或库文件不在标准位置，可以使用 `/I` 选项给 `cl` 指定额外的包含目录，使用 `/LIBPATH` 选项给 `link` 指定额外的库目录。
cl /EHsc /c /I"C:\path\to\my\includes" my_source.cpp
link my_source.obj /LIBPATH:"C:\path\to\my\libs" my_library.lib /OUT:my_program.exe更推荐的方式是在 Developer Command Prompt 中通过 `SET INCLUDE=…` 和 `SET LIB=…` 命令临时添加这些目录，或者修改系统的环境变量。
- 处理常见的编译错误: 命令行编译时遇到错误，`cl.exe` 或 `link.exe` 会输出错误信息，包括文件名、行号和错误代码（如 Cxxxx 表示编译器错误，LNKxxxx 表示链接器错误）。根据这些信息回到源代码或项目配置中查找问题。常见的错误包括语法错误、未声明的标识符（忘记包含头文件）、类型不匹配、链接阶段的未解析的外部符号（忘记链接必要的库或对象文件）。
总结
MSVC 是一套强大的 C、C++ 和汇编语言构建工具集，是 Windows 原生开发的核心。它包含编译器 `cl.exe`、链接器 `link.exe` 等关键组件。虽然可以独立在命令行中使用，但它最常通过 Visual Studio IDE 来使用，利用 IDE 提供的图形界面、项目管理、智能感知和强大的调试功能来提高开发效率。MSVC 工具集通常随 Visual Studio 一起安装，其中 Visual Studio Community 版本对许多用户是免费的。理解 MSVC 的工作原理，无论是在 IDE 还是命令行环境中，都能帮助开发者更有效地构建和调试 Windows 应用程序。
