C/C++从零开始的cmake教程

C/C++从零开始的CMake教程

如果你有过在linux系统上源码安装某款软件的经历，那么肯定对这三部曲一点都不会陌生——配置(configure)、编译(make)、安装(make install)。几乎每次都是机器人般的操作，这背后其实是make（准确地说应该是GNU Make）在默默为你干了不少活。

1.编译hello.c——单一源文件的编译

//hello.c
#include 
int main(){
 puts("hello, world!");
 return 0;
}

为了编译生成对应的可执行文件，你可能会使用下面的命令：

$ cc -o hello hello.c
$ ./hello
hello, world!

但是，如果使用make（前提是你的操作系统已经安装了GCC和GNU Make），会显得更清爽一些。

$ make hello
cc hello.c -o hello
$ ./hello
hello, world!

1.1编写Makefile

什么？你连“make hello”都懒得写？看完这部分，你的“妄念”应该就能实现了，到时候你只需要慢悠悠地打出4个字母——”make”，然后按下回车键，比图形界面IDE还要方便（至少你不用到处去找那个该死的“运行”按钮在哪。

这时候你只要在hello.c的同一个目录下新建一个文件Makefile作为make命令的配置文件即可。它的内容很简单：

hello:

1.2设定编译器

什么？你不想使用默认的cc，而想使用gcc来编译程序？那还不简单，只用在Makefile文件中把CC变量的值赋为gcc就可以了。

CC := gcc
hello:

如果你这时候想运行make试下效果，请注意：make根本就不会重新编译生成hello。为什么啊？因为make很“懒”，因为它检测到hello.c和上一次编译时一模一样，再重新编译生成的可执行文件肯定也一样啊，那就没有运行的必要了，直接返回结果了。这时候可以用上些“小手段”，反正make很好骗。输入下面的命令，更新下hello.c的最近修改日期。

$ touch hello.c

或者干脆直接把hello文件删掉。但是删文件的方式也有高招和低招之分，如果你使用的是下面的命令：

$ rm -f hello

那么这就是低招了，因为这很可能误删了其他很重要的源文件，造成十分严重的后果。那么高招是什么呢？那就是在Makefile中添加下面的内容：

clean:
 $(RM) hello

运行方式也很简单，运行make clean命令即可。

1.3增加编译选项

如果你想为gcc增加-g -Wall -Wextra选项，那么只要设定变量CFLAGS的值即可。

CC := gcc
CFLAGS := -g -Wall -Wextra
hello:
clean:
 $(RM) hello

这时候，运行make clean和make的结果如下所示：

$ make clean
rm -f hello
$ make
gcc -g -Wall -Wextra hello.c -o hello

2.分块编译——编译有多个源文件的程序

如果程序不再只有一个源文件，那么结合Make的内置编译规则，也可以很简洁地编写Makefile文件完成编译任务。下面是一个简单的例子：

LDLIBS := -lncurses
block: block.o function.o
block.o function.o: function.h
clean:
 $(RM) *.o
 $(RM) block

其中程序需要用到ncurses，它是一个字符终端下屏幕控制的基本库，因此在编译时需要在最后增加-lncurses选项。这时候，可能你已经发现了，其实编写Makefile主要内容就是编写依赖关系，block: block.o function.o就是表示由block.o和function.o链接生成可执行文件block。同时bolck.o和function.o就是根据需要从bolck.c和function.c编译生成，因为make有如下内置规则：*.o由同名的c源文件生成，因此不必写多余的bolck.o:bolck.c和function.o:function.c 。运行结果如下

$ make
cc -c -o block.o block.c
cc -c -o function.o function.c
cc block.o function.o -lncurses -o block

3.Make的内置规则

输入make -p命令，可以查看所有的make的内置规则，比如上面提到的*.o由同名的c源文件生成，在make -p的输出结果中显示如下：

%.o: %.c
# recipe to execute (内置)：
 $(COMPILE.c) $(OUTPUT_OPTION) $<

其中，%为通配符，$(COMPILE.c)是取COMPILE.c这个变量的值，如果你好奇这个值到底是什么，可以再继续查找，发现下面的语句

# 默认
COMPILE.C = $(COMPILE.cc)

在进一步找，得到：

# 默认
COMPILE.cc = $(CXX) $(CXXFLAGS) $(CPPFLAGS) $(TARGET_ARCH) -c

上面的变量可以像之前的实例那样重新赋值（默认为空），从而自定义编译方式。

自动变量

除了像$(COMPILE.c)和$(COMPILE.cc)这样形式的变量，make中还存在一类很常用、无比重要的变量——自动变量。
下面列出最常用的自动变量：

• $@ 规则的生成目标
• $% 档案文件成员结构中的文件名元素
• $< 第一个依赖文件名
• $^ 所有的依赖文件名（已经消重），以空格分隔
• $+ 所有的依赖文件名（未经消重），以空格分隔
• $* 所有除掉后缀的依赖文件名，以空格分隔，仅适用于模式规则。注：文件名包含stem和suffix，去掉suffix就剩下了stem。比如hello.cpp的stem是hello，suffix就是cpp。
• $? 比目标文件新的依赖文件。

比如下面这条规则：

 %: %.c
# commands to execute (built-in):
 $(LINK.c) $^ $(LOADLIBES) $(LDLIBS) -o $@

LINK.c的定义如下：

LINK.c = $(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $(LDFLAGS) $(TARGET_ARCH)

CC的定义如下：

CC = cc

而且CFLAGS、CPPFLAGS、LDFLAGS、TARGET_ARCH默认都为空。
最后原来的规则等同于：

%: %.c
 cc $^ -o $@

所以本文开头的编译hello，只需简简单单的Makefile：

hello:

就可得到最终的编译命令：

cc hello.c -o hello

所以，参考make -p命令输出的make内置规则，编写自己程序的Makefile是个不错的编程习惯和学习如何熟练使用Make的途径。