gcc，clang，msvc等编译器有什么区别？

就跟我们看惯了同一道菜，但不同厨师做出来总有细微的差异一样，GCC、Clang 和 MSVC 这几款主流编译器，虽然目标都是将我们写的代码变成机器能懂的语言，但在背后，它们各自的“烹饪风格”可是大相径庭。咱们这就来掰扯掰扯，它们到底有哪些不一样。

一、出身与历史：基因里的不同

GCC (GNU Compiler Collection)：这玩意儿可是 GNU 项目的骄傲，打从上世纪八十年代就开始捣鼓了。最初是为了支持自由软件开发的需要而生，所以它的哲学就是开放、自由，对各种操作系统和硬件平台都相当友好。你能在 Linux、macOS、BSD，甚至是一些嵌入式系统上看到 GCC 的身影，它几乎成了开源世界里的“标配”。它的开源精神也吸引了大量开发者参与贡献，所以更新迭代非常快，功能也越来越强大。

Clang：Clang 可以说是 GCC 的一个“后起之秀”，而且跟 GCC 关系匪浅。它诞生于 LLVM 项目（Low Level Virtual Machine），LLVM 最初是作为一种低级别虚拟机和工具链设计的。Clang 是 LLVM 项目的一个 C、C++、ObjectiveC 和 ObjectiveC++ 的前端编译器。它的设计理念就非常现代化，强调模块化和可扩展性，尤其是在错误报告和诊断方面做得非常出色。很多时候，Clang 被看作是 GCC 在易用性和某些现代特性支持上的一个更优的替代品，特别是在 macOS 和 iOS 开发领域，它更是成为了事实上的标准。

MSVC (Microsoft Visual C++)：这名字一听就知道，是微软家的孩子。它与 Windows 操作系统深度绑定，是微软集成开发环境 Visual Studio 的核心组件。MSVC 的历史也很悠久，但它更多地是为 Windows 平台量身打造，在特性支持和性能优化上，往往会优先考虑 Windows 生态。如果你在 Windows 上进行 C++ 开发，尤其是涉及 Windows API、MFC、.NET 等技术时，MSVC 几乎是绕不开的选择。它与 Visual Studio 的高度集成，也让开发调试体验非常顺畅。

二、语言标准支持与特性：哪个“菜谱”更新鲜？

说到 C++ 标准，这几款编译器都努力跟上步伐，但各有侧重和进度：

GCC 和 Clang：由于开源社区的活跃和对新标准的拥抱态度，GCC 和 Clang 在支持 C++11、C++14、C++17、C++20 以及最新的 C++23 等标准方面通常走在前列。它们会积极实现新标准带来的各种语言特性，比如 Concepts、Ranges、Coroutines、Modules 等等。在某些新特性上，Clang 可能会比 GCC 稍微激进一点，但总体来说，它们都是实现最新 C++ 标准的可靠选择。

MSVC：微软在 C++ 标准支持上近年来进步显著，尤其是在 Visual Studio 2015 之后，对 C++11、C++14 的支持已经非常完善，并且在不断加快对 C++17、C++20 等新标准的实现。不过，历史上，MSVC 在某些非标准特性或者某些特定语言特性的实现上，可能会与 GCC/Clang 有一些差异。有时，一些新特性在 MSVC 上出现得会晚一些，或者实现方式上会有些不同。

三、编译速度与优化：谁的“锅”更有效率？

这是大家非常关心的一点，直接影响开发效率：

编译速度：
Clang：普遍认为 Clang 在编译速度上有优势，尤其是在大型项目上。它的设计更注重并行化和模块化，加上本身前端解析速度快，使得它在编译速度上经常超越 GCC。
GCC：GCC 的编译速度相对来说可能稍慢一些，特别是在没有良好并行配置的情况下。但它在优化方面的积累非常深厚，后续的优化阶段可能弥补初始编译速度的不足。
MSVC：MSVC 的编译速度也相当不错，尤其是在搭配 Visual Studio 的增量编译等技术时。它针对 Windows 平台做了很多优化，在某些情况下，其编译速度甚至可以媲美甚至超过 GCC/Clang。

生成代码的优化：
GCC 和 Clang：这两者在代码优化方面都有非常丰富的经验和强大的能力。它们提供了大量的优化级别（如 `O0`, `O1`, `O2`, `O3`, `Os`, `Oz` 等），可以根据需求在编译速度和生成代码的运行效率之间取得平衡。它们在循环优化、函数内联、向量化（SIMD）等方面的优化技术都非常先进。Clang 在代码优化方面也得益于 LLVM 后端强大的优化能力。
MSVC：MSVC 的优化能力也非常强悍，并且其优化策略往往是针对 Windows 架构和微软自家 SDK 进行了深度调优的。它同样提供多种优化级别，并且在针对 Intel/AMD CPU 的指令集优化方面做得很好。在某些特定场景下，MSVC 生成的代码在性能上可能比 GCC/Clang 更具优势。

四、诊断信息与错误报告：谁是那个“细心”的厨师？

代码写错了，编译器给你报错信息，谁能把问题说得更清楚？

Clang：这是 Clang 的一大卖点！它的错误报告非常详细、准确，并且非常容易理解。它会高亮显示出错的代码行，并用箭头指向具体的问题点，还会给出很多实用的提示信息，告诉你可能是什么原因导致的错误以及如何修复。很多开发者选择 Clang 就是看中了它这一点，大大提高了调试效率。

GCC：GCC 的错误报告也在不断改进，尤其是加入了一些类似 Clang 的高亮和提示功能。但总体而言，相较于 Clang，GCC 的错误信息有时还是会显得稍微“古老”一些，不够直观。

MSVC：MSVC 在 Visual Studio 环境下，其错误报告也做得相当不错，与 IDE 的集成度很高，可以方便地跳转到错误位置。它同样会提供一些解释和建议。

五、跨平台支持与生态：谁的“餐桌”更广？

一款编译器能否在不同环境下工作，决定了它的应用范围：

GCC：真正的跨平台王者。从 Linux 服务器到 macOS 桌面，再到各种嵌入式设备（ARM、MIPS 等），GCC 的支持范围极其广泛。这也是它在开源社区如此受欢迎的重要原因。

Clang：也具备非常好的跨平台能力。它同样支持 Linux、macOS、Windows 等主流操作系统，并且在许多嵌入式开发领域也越来越受欢迎。由于其设计上的灵活性，将其移植到新平台也相对容易。

MSVC：主要面向 Windows 平台。虽然微软也在努力让 MSVC 支持其他平台（例如通过 MSVC for Linux 等项目），但其核心优势和主要应用场景仍然是 Windows。如果你要开发 Windows 桌面应用、服务，或者使用 .NET 等微软技术栈，MSVC 是首选。

六、扩展性与定制性：能否“私人订制”？

GCC 和 Clang：作为开源项目，它们都提供了强大的扩展性。你可以修改编译器源码，添加新的语言特性，或者集成自己的静态分析工具。LLVM 的模块化设计尤其方便开发者构建自定义的工具链。

MSVC：虽然微软也提供了宏和一些预处理指令，但其内部工作机制和扩展性相对封闭，不像开源编译器那样容易进行深度定制。

小结一下，到底选哪个？

就像去饭馆点菜，没有绝对的好坏，只有适不适合你的“口味”：

如果你是 Linux 用户，或者需要开发跨平台应用，尤其是在开源社区混，那 GCC 和 Clang 是你的不二之选。在两者之间，如果追求最新的 C++ 标准和更友好的错误提示，Clang 可能是更好的选择。如果你的项目已经依赖 GCC，或者需要它在某些非常规平台上的支持，GCC 依然是坚实的后盾。

如果你是 Windows 平台上的开发者，尤其是进行 Windows 应用、游戏开发，或者使用微软技术栈，那么 MSVC 是最自然、最直接的选项。它与 Visual Studio 的无缝集成会极大提升你的开发效率。

在学习 C++ 的过程中，尝试使用不同的编译器看看它们如何处理你的代码，了解它们各自的特点，也是一个非常好的学习过程。

总而言之，GCC、Clang 和 MSVC 都代表了编译器技术的高水平，它们各自的优势和特点，共同构成了我们现在丰富的软件开发生态。根据你的项目需求、目标平台以及个人偏好，选择最适合你的那一款就好。

网友意见

俺的了解十分肤浅。俺没啥文化，初中毕业，大伙都知道。

但是 GCC 给俺的记忆十分深刻，就是错误或者警告提示可以有彩色的。

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VS CODE 不装插件怎么搞彩色的警告错误提示 COLORFUL WARNING

老实说，俺也是在自己的另一台电脑上注意到有这个玩法。

还花了一个晚上阅读 VS CODE 的说明。

时间就是这样浪费掉的。

但是，没找到任何有用的提示。

今天终于在寻找 GCC 的编译开关时发现了这个诀窍。

分享给大家。

"-fdiagnostics-color=always"

       -fdiagnostics-color=always   俺菜鸟， 所以也用上这个                 "-Wall",                 "-Wextra",

当然，很可能许多人知道，但俺是第一次了解。

       "-fdiagnostics-color=always"    俺菜鸟， 所以也用上这个                 "-Wall",                 "-Wextra",

TASKS.JSON

       {     "tasks": [         {             "type": "cppbuild",             "label": "C/C++: gcc build active file",             "command": "/usr/lib64/ccache/gcc",             "args": [                 "-lm",                 "-lpthread",                 "-lasound",                 "-g",                 "${file}",                 "-o",                 "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}",                 "`pkg-config",                 "--cflags",                 "gtk+-3.0`",                 "`pkg-config",                 "--libs",                 "gtk+-3.0`",                 "-fdiagnostics-color=always"               ],             "options": {                 "cwd": "${workspaceFolder}"                              },             "problemMatcher": [                 "$gcc"                              ],             "group": {                 "kind": "build",                 "isDefault": true                              },             "presentation": {      "echo": true,      "reveal": "always",      "focus": false,      "panel": "new",      "showReuseMessage": true,     "clear": false     }                                 },          {    "type": "shell",    "label": "run",    "command": "/usr/lib64/ccache/gcc", //             "args": [                 "-lm",                 "-lpthread",                 "-lasound",                 "-g",                 "${file}",                 "-o",                 "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}",                 "`pkg-config",                 "--cflags",                 "gtk+-3.0`",                 "`pkg-config",                 "--libs",                 "gtk+-3.0`",                 "-fdiagnostics-color=always"  // 彩色警告在这里弄             ],             "options": {                 "cwd": "${workspaceFolder}"                              },    "problemMatcher": [     "$gcc"    ],    "group": {     "kind": "test",      "isDefault": true    },    "presentation": {      "echo": true,      "reveal": "always",      "focus": false,      "panel": "new",      "showReuseMessage": true,     "clear": false     }      }                               ],      "version": "2.0.0" }

*** 备注： WINDOWS 下 GCC 也有这个效果

//////////////////////////////////////////////////////////////////////

#####################################################################################################################################

TASKS.JSON (GCC WINDOWS)

       {  "version": "2.0.0",  "tasks": [   {    "type": "cppbuild",    "label": "C/C++: gcc.exe build active file",    "command": "C:\MinGW\bin\gcc.exe",    "args": [     "-lm",     "-g",     "${file}",     "-o",     "${fileDirname}\${fileBasenameNoExtension}.exe",     "-fdiagnostics-color=always"    ],    "options": {     "cwd": "C:\MinGW\bin"    },    "problemMatcher": [     "$gcc"    ],    "group": {     "kind": "build",     "isDefault": true    },    "detail": "compiler: C:\MinGW\bin\gcc.exe"   },   {    "type": "shell",    "label": "C/C++: gcc.exe build active file",    "command": "C:\MinGW\bin\gcc.exe",    "args": [     "-lm",     "-g",     "${file}",     "-o",     "${fileDirname}\${fileBasenameNoExtension}.exe",     "-fdiagnostics-color=always"    ],    "options": {     "cwd": "C:\MinGW\bin"    },    "problemMatcher": [     "$gcc"    ],    "group": "build",    "detail": "compiler: C:\MinGW\bin\gcc.exe"   }  ] }

LAUNCH.JSON (WINDOWS)

*** 备注：可能有错误，但是能正常跑 HELLO WORLD

       {     // Use IntelliSense to learn about possible attributes.     // Hover to view descriptions of existing attributes.     // For more information, visit: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387     "version": "0.2.0",     "configurations": [         {             "name": "MY TESTING LAUNCH",             "type": "cppdbg",             "request": "launch",             "program": "${fileDirname}\${fileBasenameNoExtension}.exe",             "args": [],             "stopAtEntry": false,             "cwd": "C:\MinGW\bin",             "environment": [],             "MIMode": "gdb",             "miDebuggerPath": "C:\MinGW\bin\gdb.exe",             "setupCommands": [                 {                     "description": "Enable pretty-printing for gdb",                     "text": "-enable-pretty-printing",                     "ignoreFailures": true                 }             ],             "preLaunchTask": "C/C++: gcc.exe build active file"         }     ] }

c_cpp_properties.json (WINDOWS)

       {     "configurations": [         {             "name": "Win32",             "includePath": [                 "${workspaceFolder}/**",                 "C:\MinGW\include"             ],             "defines": [                 "_DEBUG",                 "UNICODE",                 "_UNICODE"             ],             "windowsSdkVersion": "10.0.18362.0",             "compilerPath": "C:\MinGW\bin\gcc.exe",             "cStandard": "c11",             "cppStandard": "c++17",             "intelliSenseMode": "windows-gcc-x86"         }     ],     "version": 4 }

##########################################################################

另一台 WINDOWS 电脑上的配置文件（能跑 HELLO WORLD）

TASKS.JSON

       {  "version": "2.0.0",  "tasks": [   {    "type": "cppbuild",    "label": "C/C++: gcc.exe build active file",    "command": "C:\msys64\mingw64\bin\gcc.exe",    "args": [     "-lm",     "-g",     "${file}",     "-o",     "${fileDirname}\${fileBasenameNoExtension}.exe",     //"`pkg-config", "--cflags", "gtk+-3.0`", "`pkg-config", "--libs", "gtk+-3.0`",     //"$(pkg-config --cflags gtk+-3.0)",                 "-Wall",                 "-Wextra",     "-fdiagnostics-color=always"    ],    "options": {     "cwd": "C:\msys64\mingw64\bin"    },    "problemMatcher": [     "$gcc"    ],    "group": {     "kind": "build",     "isDefault": true    },    "detail": "compiler: C:\msys64\mingw64\bin\gcc.exe"   },   {    "type": "shell",    "label": "C/C++: gcc.exe build active file",    "command": "C:\msys64\mingw64\bin\gcc.exe",    "args": [     "-lm",     "-g",     "${file}",     "-o",     "${fileDirname}\${fileBasenameNoExtension}.exe",     //"`pkg-config", "--cflags", "gtk+-3.0`", "`pkg-config", "--libs", "gtk+-3.0`",     //"$(pkg-config --cflags gtk+-3.0)",                 "-Wall",                 "-Wextra",                 "-fdiagnostics-color=always"    ],    "options": {     "cwd": "C:\msys64\mingw64\bin"    },    "problemMatcher": [     "$gcc"    ],    "group": "build",    "detail": "compiler: C:\msys64\mingw64\bin\gcc.exe"   }  ] }

LAUNCH.JSON (WINDOWS)

       {     // Use IntelliSense to learn about possible attributes.     // Hover to view descriptions of existing attributes.     // For more information, visit: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387     "version": "0.2.0",     "configurations": [         {             "name": "MY TESTING LAUNCH",             "type": "cppdbg",             "request": "launch",             "program": "${fileDirname}\${fileBasenameNoExtension}.exe",             "args": [],             "stopAtEntry": false,             "cwd": "C:\msys64\mingw64\bin",             "environment": [],             "MIMode": "gdb",             "miDebuggerPath": "C:\msys64\mingw64\bin\gdb.exe",             "setupCommands": [                 {                     "description": "Enable pretty-printing for gdb",                     "text": "-enable-pretty-printing",                     "ignoreFailures": true                 }             ],             "preLaunchTask": "C/C++: gcc.exe build active file"         }     ] }

c_cpp_properties.json (WINDOWS)

       {   "configurations": [       {           "name": "Win32",           "includePath": [               "${workspaceFolder}/**",               "C:\msys64\mingw64\include",               "C:\msys64\mingw64\lib\glib-2.0\include",               "C:\msys64\mingw64\include\gtk-3.0",               "C:\msys64\mingw64\include\glib-2.0",               "C:\msys64\mingw64\include\pango-1.0",               "C:\msys64\mingw64\include\harfbuzz",               "C:\msys64\mingw64\include\freetype2",               "C:\msys64\mingw64\include\libpng16",               "C:\msys64\mingw64\include\libpkgconf",               "C:\msys64\mingw64\include\fribidi",               "C:\msys64\mingw64\include\libxml2",               "C:\msys64\mingw64\include\cairo",               "C:\msys64\mingw64\include\pixman-1",               "C:\msys64\mingw64\include\gdk-pixbuf-2.0",               "C:\msys64\mingw64\include\gio-win32-2.0",               "C:\msys64\mingw64\include\atk-1.0",               "C:\msys64\mingw64\include\libgladeui-2.0"           ],           "defines": [               "_DEBUG",               "UNICODE",               "_UNICODE"           ],           "windowsSdkVersion": "10.0.18362.0",           "compilerPath": "C:\msys64\mingw64\bin\gcc.exe",           "cStandard": "c11",           "cppStandard": "c++17",           "intelliSenseMode": "windows-gcc-x86"       }   ],   "version": 4 }

不用谢。

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