macOS 配置指南 - 地震“学”科研入门教程

本节贡献者: {{田冬冬}}、{{姚家园}}、{{何星辰}}、{{王亮}}
最近更新日期: 2026-06-15
预计花费时间: 120 分钟

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“系统设置”的“软件更新”中直接更新即可。

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。

安装完成后，可以执行下面的命令确认相关工具已经可用:

$ git --version
$ clang --version

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。 Homebrew 以及通过 Homebrew 安装的所有软件包都会被安装到目录 /opt/homebrew 下。

国内用户

国外用户

先配置使用 Homebrew 的中科大镜像源:

# 将 Homebrew 镜像配置写入 .zshrc 文件
$ echo 'export HOMEBREW_BREW_GIT_REMOTE="https://mirrors.ustc.edu.cn/brew.git"' >> ~/.zshrc
$ echo 'export HOMEBREW_BOTTLE_DOMAIN="https://mirrors.ustc.edu.cn/homebrew-bottles"' >> ~/.zshrc
$ echo 'export HOMEBREW_API_DOMAIN="https://mirrors.ustc.edu.cn/homebrew-bottles/api"' >> ~/.zshrc

# 刷新配置
$ source ~/.zshrc

再安装 Homebrew:

$ /bin/bash -c "$(curl -fsSL https://mirrors.ustc.edu.cn/misc/brew-install.sh)"

国内用户的 Homebrew 安装和配置指南来自于 USTC Mirror Help。

如果后续不再使用镜像源，删除 ~/.zshrc 中上述以 HOMEBREW_ 开头的环境变量，重新打开终端或执行 source ~/.zshrc 即可恢复为默认配置。

安装完成后，需要将 brew 命令的路径添加到配置文件中。

# 将 Homebrew 命令路径写入 .zshrc 文件
$ echo 'eval "$(/opt/homebrew/bin/brew shellenv)"' >> ~/.zshrc

# 刷新配置
$ source ~/.zshrc

然后执行以下命令确认 Homebrew 已经安装成功:

$ brew --version
$ brew doctor

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

# 安装图形界面的 QQ 应用
$ brew install --cask qq

# 升级某个软件
$ brew upgrade wget

# 卸载某个软件
$ brew uninstall wget

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，因此无需再单独安装 C/C++ 编译器。需要注意的是，其提供的 C/C++ 编译器实际上是 Apple Clang，而非 GCC（GNU Compiler Collection）。尽管两者存在一定差异，但 Apple Clang 足以满足大多数科研场景中编译 C/C++ 程序的需求，一般情况下无需再安装 GCC。

Note

若确有需要（例如希望与 Linux 上的 GCC 环境保持一致），可以通过 Homebrew 安装 GCC：

$ brew install gcc

通过 Homebrew 安装的 GCC 会提供带主版本号的命令（例如 gcc-<主版本号> 和 g++-<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这些带版本号的命令，也可以先查看实际安装的命令名，再在 Homebrew 的 bin 目录下创建软链接:

$ cd $(brew --prefix)/bin/
$ ls gcc-* g++-*
# 假设当前安装的是 gcc-16 和 g++-16
$ ln -s gcc-16 gcc
$ ln -s g++-16 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。需要注意，GCC 主版本升级后，软链接可能需要重新创建。

Fortran¶

GNU Fortran 编译器是 macOS 下最常用的 Fortran 编译器，其提供了 gfortran 命令。 GNU Fortran 是 GCC 套件的一部分，因而通过安装 GCC 即可获得 GNU Fortran 编译器：

$ brew install gcc

Java¶

运行 Java 程序需要安装 Java 运行环境，即 OpenJDK:

$ brew install openjdk

安装完成后，Homebrew 会提示用户执行以下命令。该命令用于让 macOS 正确识别通过 Homebrew 安装的 JDK。执行该命令时需要输入管理员密码。

$ 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¶

GNU 与 BSD 实用工具的用法区别