4  地表最强IDE：VSCode

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2026-01-16

IDE（Integrated Development Environment，集成开发环境）是一种集成了代码编辑、调试、运行等功能的软件工具，也就是我们常说的“编程软件”。一个好的IDE可以大大提升编程效率和代码质量，尤其是在进行复杂的生物信息学分析时。

4.1 常用于生物信息学的IDE

  • RStudio：专为R语言设计的IDE（后来也兼顾了Python），提供了强大的代码编辑、调试和可视化功能。很多初学者和R语言用户都喜欢使用RStudio进行数据分析。
    • 优点：专为R语言设计，易于上手。
    • 缺点：对其他编程语言支持有限；缺少插件系统；AI使用不太方便。
  • VSCode：由微软开发的开源IDE，支持多种编程语言（包括R、Python、Java等），并且拥有丰富的插件生态系统，可以根据需要安装各种扩展来增强功能。
    • 优点：支持多语言，插件丰富；有AI助手（如GitHub Copilot）并且操作方便。
    • 缺点：需要配置一些插件来支持R语言；对初学者来说可能稍显复杂。
  • Positron：Positron是RStudio的升级版，基于VSCode的开源版本进行设计，为R和Python的数据科学工作进行了优化，并且集成了更多现代化的功能。
    • 优点：支持多语言，有AI助手；可安装很多开源插件。
    • 缺点：不能使用微软发布的一些独占于VSCode的插件。
  • 后AI时代的IDE：如Cursor、Trae、Windsurf等，这些IDE集成了自家的AI助手，能够帮助用户更高效地编写代码、调试程序和进行数据分析。
    • 优点：AI辅助编程，提高效率。
    • 缺点：目前仍在发展中，功能和稳定性有待提升。

时至今日，VSCode凭借其强大的功能和灵活的插件系统，已经成为生物信息学领域中最受欢迎的IDE之一。无论是进行数据分析、编写脚本还是开发复杂的生物信息学工具，VSCode都能提供良好的支持和便利。因此我们下面将主要介绍如何使用VSCode进行生物信息学编程。如果您使用Position的话也可以参考下面的内容，基本上是通用的。

4.2 安装VSCode并切换中文界面

  • 下载与安装
    • Windows：访问 https://code.visualstudio.com/ 下载 .exe，一路“下一步”安装；允许“添加到 PATH”选项便于命令行调用 code。
    • macOS：下载 .dmg，将 VSCode 拖入“应用程序”。
  • 中文语言包
    • 打开 VSCode，按 Ctrl + Shift + X（Mac 上 Cmd + Shift + X）进入扩展市场，搜索“Chinese (Simplified) Language Pack for Visual Studio Code”，点“Install”。
    • 安装后点击“Restart”或重启 VSCode；若未自动切换，按 Ctrl + Shift + P 输入“Configure Display Language”，选择 zh-CN 并重启。

4.3 VSCode界面速览与左侧图标

VSCode界面示意图

VSCode界面示意图
  • 主要区域
    • 菜单/标题栏：文件、编辑、视图等命令入口。
    • 活动栏（最左侧竖排图标）：用于切换不同工具视图。
    • 侧边栏：显示活动栏对应面板（如文件、搜索）。
    • 编辑区：代码/文档标签页。
    • 面板：底部区域，包含终端、输出、调试控制台、问题列表。
    • 状态栏：底部横条，显示 Git 分支、语言模式、行列号、编码等。
    • 命令面板：Ctrl + Shift + P / Cmd + Shift + P，全局搜索命令。
  • 活动栏默认图标含义
    • 📁 文件资源管理器（Explorer）：浏览/管理项目文件。
    • 🔍 全局搜索（Search）：跨文件查找与替换。
    • 𐄂 源代码管理（Source Control）：Git 变更、提交、分支操作。详见 Chapter 7。
    • ▶ 运行与调试（Run and Debug）：配置/启动调试、查看断点与调用栈。对生信没啥用处。
    • ❖ 扩展（Extensions）：查找、安装和管理插件。
    • 若安装远程开发等插件，会出现“Remote Explorer”“Accounts”等图标；可右键活动栏图标自定义显示/隐藏和顺序。

4.4 主题、图标与等宽字体

初始的VSCode界面较为简陋，推荐安装好看的主题和图标包，并使用等宽字体以提升代码可读性。

Note为什么用等宽字体？

等宽字体（Monaspace、Consolas）也就是每个字符占同样宽度，一般用于代码显示；与之相对的是比例字体（如Arial、Times）“W”宽“i”窄，会让缩进/列对齐错位，一般用于网页、书籍排版。

VSCode默认使用等宽字体，如Windows的Consolas、macOS的Menlo，但这些字体外观较为普通，且没有连字（Ligatures）支持。连字是将某些字符组合成更美观符号的功能，如 != 变成 ≠，=> 变成 ⇒，能提升代码可读性和美观度。推荐使用支持连字的等宽字体，如下文所述的Monaspace。

  • 安装主题与图标包
    • 打开扩展市场（Ctrl + Shift + X / Cmd + Shift + X），搜索并安装：
      • “GitHub Theme” （发布者 GitHub）。安装后按 Ctrl + Shift + P，输入“Color Theme:”，选择喜欢的配色（Light/Dark/Dimmed 等）。
      • “Material Icon Theme” （发布者 Philipp Kief）。安装后在右下角弹窗选择“Activate”即可应用图标。
    • 想要快捷切换，命令面板输入“File Icon Theme:”或“Color Theme:”即可。
  • 安装等宽字体（Monaspace 为例）
    • 下载：访问 https://monaspace.githubnext.com/，选择 Monaspace Neon 或其他子款式，下载压缩包。
    • 安装：
      • Windows：右键字体文件 .ttf 选择“安装”或“为所有用户安装”。
      • macOS：双击 .ttf → “安装字体”。
      • Linux：将 .ttf 复制到 ~/.local/share/fonts/ 或 /usr/local/share/fonts/，然后运行 fc-cache -f -v。
  • 在 VSCode 中启用等宽字体
    • 命令面板输入“Preferences: Open User Settings (JSON)”打开 settings.json，加入或调整：
    {
  "editor.fontFamily": "Monaspace Argon, 'JetBrains Mono', Consolas, 'Courier New', monospace",
  "editor.fontLigatures": true,
  "terminal.integrated.fontFamily": "Monaspace Argon",
  "terminal.integrated.fontSize": 13
}
    • 若没安装 Monaspace，会自动回退到后面的等宽字体。

4.5 插件推荐

VSCode 的强大之处在于其丰富的插件生态系统，可以根据需要安装各种扩展来增强功能。以下是一些常用且推荐的插件，可以参考安装。当然，您不需要一次性安装所有插件，可以根据后续使用过程中的需要逐步添加。

  • R和Python的支持插件，可提供语法高亮、代码补全、调试等功能。
  • Github Copilot和GitHub Copilot Chat：微软官方的AI编程助手插件，顺手的时候可以用一下。如果您按照 Section 3.4.4 中的方法使用学生认证获得了GitHub Copilot的免费高级权限，就可以直接使用。
  • Maximize Terminal：可以设置快捷键来最大化和最小化终端窗口，方便在编写代码时查看终端输出。
  • 远程开发：如果您需要连接到远程服务器进行开发，可以安装“远程开发”这个插件包。
  • Wakatime：可以统计您在VSCode中编写代码的时间，有时候看看还蛮有成就感的。

4.6 远程连接服务器

4.6.1 SSH基础知识

SSH 是加密的远程登录协议，用于连接远程主机并执行命令。

要连接一个远程服务器，您至少需要提供四个要素：服务器地址（IP 或域名）、端口（默认 22）、用户名，以及密码或密钥。比如，您的用户名是 alice，服务器 IP 是 192.168.1.1，端口是默认的 22，则可以在终端执行：

ssh alice@192.168.1.1 -p 22

随后命令行会提示您输入密码（注意密码输入时不会显示），输入正确后即可登录远程服务器。

出于安全考虑，SSH不支持类似“记住登录”或“保存密码”的功能，这也就意味着您每次连接都需要手动输入密码。为了解决这个问题，我们通常使用密钥登录。所谓密钥，包括了一对公钥和私钥两个文件（通过 ssh-keygen 生成）。公钥可以分享给远程服务器，存放在 ~/.ssh/authorized_keys 文件中，而私钥则只留在本地计算机上，并且需要设置权限为 600（即只有用户自己可读写）。使用密钥登录比密码更方便和安全。设置好密钥后，可以使用如下命令登录：

ssh -i ~/.ssh/id_rsa alice@192.168.1.1 -p 22

随后您就可以直接登录远程服务器，而无需输入密码。

为了避免每次都敲这么长的命令，我们可以使用SSH 配置文件来简化登录过程。SSH 配置文件位于 ~/.ssh/config，可以为多个主机写多段 Host ... 块，存放 HostName、User、Port、IdentityFile 等信息。这样，您只需输入 ssh lab-server 即可登录，而不需要每次都敲全参数。例如：

Host lab-server
    HostName 192.168.1.1
    User alice
    IdentityFile ~/.ssh/id_rsa
    Port 22

随后，您只需执行 ssh lab-server 即可登录。

4.6.2 在VSCode中通过SSH连接远程服务器

VSCode 可以通过 SSH 隧道连接远程服务器，首次连接时会在远端 ~/.vscode-server/ 下载并启动“VS Code Server”，之后编辑器界面运行在本地，文件和命令通过加密的 SSH 通道交互。以下是具体步骤：

  1. 准备密钥：本地执行 ssh-keygen -t ed25519 -C "your_email"，按回车即可生成 ~/.ssh/id_ed25519 与公钥。用 ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_ed25519.pub user@server 把公钥上传服务器（若禁用 ssh-copy-id，可手动将公钥追加到远端 ~/.ssh/authorized_keys）。
  2. 写好配置：打开 ~/.ssh/config，为目标机器建一段配置，避免每次敲长命令。
Host lab-server
    HostName 203.0.113.10   # 服务器IP或域名
    User your_user          # 登录用户名
    IdentityFile ~/.ssh/id_ed25519
    Port 22
  1. VSCode连接：安装 Remote SSH 后，按 Ctrl + Shift + P 输入“Remote-SSH: Connect to Host…”，选择刚才的 lab-server，等待左下角绿色状态栏显示远程路径。
  2. 首次连接后默认会进入远程主机的用户主目录（/home/your_user）。您可以新建一个项目文件夹，然后点击菜单栏的“文件”→“打开文件夹”，选择刚建的文件夹作为工作区。
CautionCaution

注意，VSCode的本地和远程的插件是分开的，您需要在远程主机上重新安装所需的插件。

4.7 常用快捷键

使用快捷键可以大大提升工作效率。以下是一些常用的VSCode快捷键：

  • 打开命令面板：Ctrl + Shift + P（Windows/Linux）或 Cmd + Shift + P（Mac）
  • 打开设置：Ctrl + ,（Windows/Linux）或 Cmd + ,（Mac）
  • 格式化代码：Shift + Alt + F（Windows/Linux）或 Shift + Option + F（Mac）
  • 打开终端：Ctrl + `（Windows/Linux）或 Cmd + `（Mac）
  • 注释/取消注释代码：Ctrl + /（Windows/Linux）或 Cmd + /（Mac）
  • Copilot行内/终端内对话：Ctrl + I（Windows/Linux）或 Cmd + I（Mac）

4.8 配置插件与VSCode的功能

对于所有插件，以及VSCode本身的配置，都有两种配置方式。一种是通过图形界面进行配置，另一种是直接编辑JSON格式的配置文件。这两种方式的配置内容是同步的，修改其中一种方式的配置，另一种方式也会相应更新。

  • 通过图形界面配置：点击左下角的齿轮图标，选择“设置”，然后在搜索栏中输入您想要配置的选项，进行修改。
  • 通过JSON文件配置：打开命令面板，输入“Preferences: Open User Settings (JSON)” （您不需要输全，只输setting json就能出来），然后在打开的settings.json文件中进行编辑。

VSCode设置界面

VSCode设置界面

您可能会发现，VSCode和插件的配置有两套或三套体系：用户级别（User）、机器级别（Machine/Remote，如果您使用WSL或远程服务器的话）和工作区级别（Workspace）。一般来说，用户级别的配置适用于所有项目，机器级别的配置适用于特定的机器，而工作区级别的配置则只适用于当前打开的项目文件夹。配置的优先级为：工作区 > 机器 > 用户。因此您可以根据需要选择合适的级别进行配置，比如，如果您想让某个插件在所有项目中都生效，可以在用户级别进行配置；如果您只想让它在某个特定项目中生效，可以在工作区级别进行配置。