macOS 配置指南

macOS 配置指南#

  • 本节贡献者: 田冬冬（作者）、姚家园（作者）、王亮（作者）

  • 最近更新日期: 2023-11-19

  • 预计花费时间: 120 分钟

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本节内容基于作者在 macOS Monterey (12) 上的配置经验，可能适用于 macOS Ventura (13) 和 macOS Sonoma (14)，但不一定适用于更老的 macOS 版本。 欢迎用户帮助我们更新本文以适配 macOS 最新版本。

安装系统#

第一次启动 Mac 电脑后，经过简单的设置，就得到了一个可供日常使用的 macOS 系统。

macOS 系统的更新也十分简单。当有新版本发布以后，在“系统偏好设置”的“软件更新”中 直接更新即可。

Warning

更新系统前，特别是大版本更新（如 macOS 11 更新为 macOS 12）， 最好先备份一下（可以参考数据备份）。

Note

本节接下来介绍的大部分软件都通过命令行安装。按下 Command + 空格， 输入 “Terminal” 并按下 Enter 键以启动终端， 然后在终端中输入命令并按下 Enter 键即可执行相应的命令。

系统软件#

经过简单设置后的 macOS 系统，尚不能满足日常科研与编程开发的需求，还需要做 进一步的配置。

Command Line Tools for Xcode#

Xcode 是 macOS 下的集成开发环境（IDE）， 类似于 Windows 下的 Microsoft Visual Studio。 Command Line Tools for Xcode 是 Xcode 的一部分，其包含了常用的命令行开发工具， 比如 C/C++ 编译器（gcc、g++）、make、git 等，是 macOS 下编程开发的必需软件。

执行如下命令，并在弹出的窗口中点击 “Install” 以安装 Command Line Tools for Xcode:

$ xcode-select --install

此处安装的 Command Line Tools for Xcode 可能不是最新版。点击桌面左上角的 Apple 图标， 在“系统偏好设置”的“软件更新”中查看是否有相关更新。如果有，则升级到最新版。 macOS 系统更新后，有时需重新安装 Command Line Tools for Xcode，再次执行以上命令即可。

Homebrew#

Homebrew 是 macOS 下最流行的第三方软件包管理器。 安装 Homebrew 后，即可通过命令行安装日常与科研工作所需的大多数软件和库文件。

安装 Homebrew#

Homebrew 的安装脚本及相关资源托管在 GitHub 上。 国内可能由于网络问题无法访问 GitHub，进而导致无法安装 Homebrew 或安装 其他软件速度太慢。因而，Homebrew 的安装说明分为国内和国外两个版本。 读者应根据自己所处的地理位置使用相应的安装说明。

打开终端，执行如下命令，并根据终端提示进行操作，以安装 Homebrew。

$ /bin/bash -c "$(curl -fsSL https://gitee.com/ineo6/homebrew-install/raw/master/install.sh)"

$ /bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/HEAD/install.sh)"

Note

针对国内用户的 Homebrew 安装和配置指南来自于 https://brew.idayer.com/。

Note

Homebrew 以及通过 Homebrew 安装的所有软件包都会被安装到特定目录下， 通常是 /usr/local/homebrew 目录。而在 Apple M1/M2 芯片的 Mac 下， 这一目录为 /opt/homebrew/。

使用 Homebrew#

安装好 Homebrew 后，即可以使用 Homebrew 提供的 brew 命令。 brew 的详细用法见官方文档。此处仅列出一些常用的用法:

# 模糊搜索与 wget 相关的软件
$ brew search wget

# 安装 wget 软件包
$ brew install wget

# 安装 QQ
$ brew install qq

# 升级某个软件
$ brew upgrade xxx

# 卸载某个软件
$ brew uninstall xxx

Tip

Homebrew 用户也可以访问网站 https://formulae.brew.sh/ 查看和搜索可安装的软件包。

Homebrew 相关名词解释

使用 Homebrew 时会碰到很多名词。这里做简单解释， 更详细的解释请查看官方文档。

brew

Homebrew 提供的命令，用于查询、安装、卸载、升级以及管理软件包。

Formula

软件的描述文件，包含了软件的基本信息和编译安装方法。 Homebrew 根据 Formula 提供的信息，即可编译或安装软件。 每个软件对应一个 Formula。例如，git 对应的 Formula 是 /usr/local/Homebrew/Library/Taps/homebrew/homebrew-core/Formula/git.rb。

Bottle

预先编译好的二进制软件包。使用 Bottle 安装软件， 比从源码编译和安装更快。如果一个软件仓库包含预编译的软件包，使用 brew install 时会自动使用它。

Tap

一个含有一系列软件的 git 仓库。使用 brew tap 命令查看已启用的仓库列表或启用仓库。已启用的仓库位于 /usr/local/Homebrew/Library/Taps/homebrew/ 目录。 默认启用的软件仓库有 homebrew-core 和 homebrew-cask。 其中，homebrew-core 是内置核心仓库， homebrew-cask 仓库则含有各种 macOS 系统下带图形界面的应用程序。

Cellar

所有软件的安装目录，即 /usr/local/Cellar。

Keg

某一软件的安装目录，如 /usr/local/Cellar/git/2.30.0。

编程开发环境#

C/C++#

Command Line Tools for Xcode 已经提供了 C/C++ 编译器和相关工具，因而无需单独安装 C/C++ 编译器。

GCC 编译器

Command Line Tools for Xcode 提供的 C/C++ 编译器本质上是 Apple Clang 编译器， 其与 GCC 编译器有差异，但足以满足日常科研中编译 C/C++ 程序的需求。 因而一般用户无需再安装 GCC 编译器。

由于特殊原因需要安装 GCC 编译器的用户（例如需要使用 GCC 特有的功能和选项）， 可以使用如下命令安装:

$ brew install gcc

通过 Homebrew 安装的 GCC 提供了命令 gcc-13 和 g++-13 （13 是 GCC 的主版本号）以避免替换 Command Line Tools for Xcode 提供的 gcc 和 g++ 命令。 用户如果想使用 GCC 编译器，可以在编译代码时显式指定使用 gcc-13 和 g++-13 命令， 或者在 Homebrew 的 bin 目录下创建软链接:

$ cd $(brew --prefix)/bin/
$ ln -s gcc-13 gcc
$ ln -s g++-13 g++

打开一个新终端后，使用的 gcc 和 g++ 命令则默认是 GCC 编译器。 删除软链接后，默认使用的又是 Apple Clang 编译器了。

Fortran#

GNU Fortran 编译器是 macOS 下最常用的 Fortran 编译器，其提供了 gfortran 命令:

$ brew install gfortran

Java#

运行 Java 程序需要安装 Java 运行环境，即 OpenJDK:

$ brew install openjdk
$ sudo ln -sfn $(brew --prefix)/opt/openjdk/libexec/openjdk.jdk /Library/Java/JavaVirtualMachines/openjdk.jdk

git#

git 是目前最流行的版本控制工具，推荐在科研过程中使用 git 管理自己编写的代码和文件。Command Line Tools for Xcode 中已经安装了 Apple 版 的 git，其与原版 git 有一些区别。可以用如下命令安装原版的 git:

$ brew install git

GNU 实用工具#

macOS 下自带了很多实用工具，如 sed、grep 等（位于 /usr/bin/ 目录下）。 需要注意，这些实用工具是由 BSD 提供的，而 Linux 系统下的 实用工具则是由 GNU 提供的。 BSD 和 GNU 实用工具的命令行语法有相似之处，但也有差异。 由于网络上的大部分文档介绍的都是 GNU 实用工具的用法，因而 macOS 用户在使用网络上的 命令时可能会出现错误。这一点可以通过安装 GNU 实用工具来解决:

# 此处仅安装常用的 GNU 实用工具
$ brew install findutils gawk gnu-sed gnu-tar grep

Homebrew 将 GNU 实用工具安装在 /usr/local/bin 或 /opt/homebrew/bin 目录下， 但在所有工具的名称前加上了前缀 g，以避免替换 macOS 系统自带的 BSD 实用工具，即 sed 是 BSD 提供的， 而 gsed 是 GNU 提供的。一般情况下，建议使用 BSD 工具（无前缀 g）， 在遇到不兼容的情况下，可以考虑使用 GNU 工具（有前缀 g），但在写脚本时， 要额外注意脚本的可移植性。

扩展阅读#