cmake跨平台构建工具

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前言

CMake是一个跨平台的安装编译工具，可以用简单的语句来描述所有平台的安装(编译过程)。
CMake可以说已经成为大部分C++开源项目标配

因此，作为一名C C++发开人员，看到cmake不应该一脸茫然…

作为初学者，通俗的认为cmake就是一个linux下自动构建makefile等文件的实用工具！

广泛使用cmake的原因: 跨平台开发方便共享操作，使写Makefile更简便;

跨平台开发

假设有一个跨平台项目，其中C++代码可能会在不同的OS系统/IDE上共享;

Win下的VS
Linux下的gcc
MAC下的Xcode

在这里插入图片描述

当我们想添加一个bar.cpp 的源文件，我们就需要将其添加到各种OS使用的每个工具中：

在这里插入图片描述

为了保持运行环境的一致性，则必须多次进行类似的更新，还必须手动执行（在本例中，图中用红色标记的箭头）。

这种方法因为手动也容易出错，而且不灵活。

CMake通过在开发过程中添加额外的步骤来解决这个设计缺陷。

您可以在CMakeLists.txt文件中描述您的项目，并使用CMake自动生成构建项目的工具，使用跨平台CMake代码：
在这里插入图片描述

同样的操作-添加新的bar.cpp文件，现在只需一步即可完成：
在这里插入图片描述

跨平台的性质没有变，照样有很多不同的OS在共享代码，但是只需要一个cmake可以很好地维护起来;

CMake语法特性

基本语法格式：指令(参数 1 参数 2…)

参数使用括号括起
参数之间使用空格或分号分开(这里有点违背我们用逗号分隔参数的习惯)

指令是大小写无关的，参数和变量是大小写相关的

语法指令部分有点像SQL,是大小写无关的

set(HELLO hello.cpp) # 设置变量HELLO的函数，后续会介绍
# 下面两条指令等价
add_executable(hello main.cpp hello.cpp)
ADD_EXECUTABLE(hello main.cpp ${HELLO})

变量使用${}方式取值，但是在 if 条件控制语句中应直接使用变量名

CMake重要指令和常用变量

重要指令

cmake版本，项目工程，变量的设置:

cmake_minimum_required - 指定CMake的最小版本要求

# 语法：cmake_minimum_required(VERSION versionNumber [FATAL_ERROR])

# CMake最小版本要求为2.8.3
2cmake_minimum_required(VERSION 2.8.3)

linux下 cmake --version查看自己的cmake版本

project - 定义工程名称，并可指定工程支持的语言

# 语法：project(projectname [CXX] [C] [Java])   -- 方框中的为可选项

# 指定工程名为HELLOWORLD
project(HELLOWORLD)

set - 显式的定义变量

# 语法：set(VAR [VALUE] [CACHE TYPE DOCSTRING [FORCE]])

# 定义SRC变量，其值为main.cpp hello.cpp
set(SRC sayhello.cpp hello.cpp)  #注意参数之间 空格/;  分隔哦！

头文件的设置，库文件的路径，库文件的生成，库文件的链接:

include_directories - 向工程添加多个特定的头文件搜索路径 —>相当于指定g++编译器的-I(大写i)参数

(有了动态库和静态库，当然有对应他的头文件了)

# 语法：include_directories([AFTER|BEFORE] [SYSTEM] dir1 dir2 …)

# 将/usr/include/myincludefolder 和 ./include 添加到头文件搜索路径中
include_directories(/usr/include/myincludefolder ./include)

link_directories - 向工程添加多个特定的库文件搜索路径 —>相当于指定g++编译器的-L参数

# 语法：link_directories(dir1 dir2 …)  

# 将/usr/lib/mylibfolder 和 ./lib 添加到库文件搜索路径中
link_directories(/usr/lib/mylibfolder ./lib)

add_library - 生成共享库文件

# 语法：add_library(libname [SHARED|STATIC|MODULE] [EXCLUDE_FROM_ALL] source1 source2 … sourceN)

# 通过变量 SRC 生成 libhello.so 共 享 动态库hello，通过 (SHARED | STATIC)来选择
add_library(hello SHARED ${SRC})

# 通过src/Swap.cpp 生成 libswap_library.a 共 享 静态库swap_library，通过 (SHARED | STATIC)来选择
add_library( swap_library STATIC src/Swap.cpp )

target_link_libraries - 为 target 添加需要链接的共享库 —>相同于指定g++编译器-l(小L)参数

# 语法：target_link_libraries(target library1library2…)

# 将hello动态库文件链接到可执行文件main
target_link_libraries(main hello)

编译参数选择，编译生成exe:

add_compile_options - 添加编译参数 -->相当于g++编译器 -std=c++11 -O2…

# 语法：add_compile_options(xxxx);

# 添加编译参数  -std=c++11 -O2
add_compile_options(-std=c++11 -O2)

add_executable - 生成可执行文件(最重要的一步，如果没可执行程序怎么运行？)

# 语法：**add_library(exename source1 source2 … sourceN)**

# 编译main.cpp生成可执行文件main
add_executable(main main.cpp)

其他工程源文件管理等杂项:
- add_subdirectory - 向当前工程添加存放源文件的子目录，并可以指定中间二进制和目标二进制存放的位置 – 多目录工程

# 语法：add_subdirectory(source_dir [binary_dir] [EXCLUDE_FROM_ALL])

# 添加src子目录，src中需有一个CMakeLists.txt
add_subdirectory(src)

aux_source_directory - 发现一个目录下所有的源代码文件并将列表存储在一个变量中，这个指令临时被用来自动构建源文件列表

# 语法：aux_source_directory(dir VARIABLE)


# 定义SRC变量，其值为当前目录下所有的源代码文件
aux_source_directory(. SRC)
#配合src， 编译SRC变量所代表的源代码文件，生成main可执行文件
add_executable(main ${SRC})

常用变量

CMAKE_C_FLAGS gcc编译选项
CMAKE_CXX_FLAGS g++编译选项

# 利用set（）, 在CMAKE_CXX_FLAGS编译选项后追加-std=c++11
set( CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -std=c++11")

CMAKE_BUILD_TYPE 编译类型(Debug, Release)

#利用set（）， 设定编译类型为debug，调试时需要选择debug
set(CMAKE_BUILD_TYPE Debug) 

# 设定编译类型为release，发布时需要选择release
set(CMAKE_BUILD_TYPE Release)

下面几个自己玩:

CMAKE_C_COMPILER：指定C编译器
CMAKE_CXX_COMPILER：指定C++编译器
EXECUTABLE_OUTPUT_PATH：可执行文件输出的存放路径
LIBRARY_OUTPUT_PATH：库文件输出的存放路径

下面几个了解一下:

CMAKE_BINARY_DIR
PROJECT_BINARY_DIR
<projectname>__BINARY_DIR
1. 这三个变量指代的内容是一致的。
2. 如果是 in source build（内部构建），指的就是工程顶层目录。
3. 如果是 out-of-source(外部构建 --推荐使用), 指的是工程编译发生的目录。
  
  PROJECT_BINARY_DIR 跟其他指令稍有区别，不过现在，你可以理解为他们是一致的。
CMAKE_SOURCE_DIR
PROJECT_SOURCE_DIR
<projectname>__SOURCE_DIR
1. 这三个变量指代的内容是一致的,不论采用何种编译方式,都是工程顶层目录。
2. 也就是在 in source build时,他跟 CMAKE_BINARY_DIR 等变量一致。
  
  PROJECT_SOURCE_DIR 跟其他指令稍有区别,现在,你可以理解为他们是一致的。

CMake编译工程

CMake目录结构：项目主目录（各种.c.h等源码的项目目录）,存在一个CMakeLists.txt文件

两种方式设置编译规则：

包含源文件的子文件夹包含CMakeLists.txt文件，主目录的CMakeLists.txt通过add_subdirectory添加子目录（这个子目录也包含一个CMakeLists.txt）即可；

-相当于多目录的工程,好多目录有好多.c .h

包含源文件的子文件夹未包含CMakeLists.txt文件，子目录编译规则就只体现在主目录的CMakeLists.txt中;

相当于只有一个主目录的CMakeLists.txt文件 – 单目录工程;

两种构建方式

内部构建(in-source build)：不推荐使用

内部构建会在源文件的同级目录下产生一大堆中间文件，这些中间文件并不是我们最终所需要的，和工程源文件放在一起会显得杂乱无章。

## 内部构建
# 在当前项目主目录下，编译本目录的CMakeLists.txt，生成Makefile等文件

cmake .    # 在哪个目录下调用cmake，生成的中间文件就会存在这个目录下，和CMakeLists.txt位置无关

# 执行make命令，生成target可执行程序
make

外部构建(out-of-source build)：推荐使用

将编译输出文件与源文件放到不同目录中,这样源文件中的代码结构不会变化太多，清晰明了;

## 外部构建
# 1. 在当前目录下，创建build文件夹
mkdir build 

# 2. 进入到build文件夹
cd build
 
# 3. 编译上级目录的CMakeLists.txt，生成Makefile和其他文件

cmake ..   # 在哪个目录下调用cmake，生成的中间文件就会存在这个目录下，和CMakeLists.txt位置无关

# 4. 执行make命令，生成target
make

编译实战

hello.hpp

#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;
void Print()
{
    cout<<"Hello CMake!"<<endl;
}

test.cpp

#include"hello.hpp"

int main()
{
    Print();
    return 0;
}

可以看到，我们目的是main调用hello.hpp里的Print()函数，打印Hello CMake;

这里将hello.hpp文件放在与test.cpp源文件同级目录的inculde目录下;

这样#include"hello.hpp"如果不指定include目录就会找不到; (正确写法:#include"./include/hello.hpp")

CMakeLists.txt

这里也能体现出来cmake简化了构建Makefile的过程(项目越大，越复杂 cmake的简化作用越明显)!

cmake_minimum_required(VERSION 2.8) #指定最小版本

project(HelloCMake) #指定工程名字

include_directories(./include) #添加头文件路径 -->等价于 g++ xxx -Iinclude

add_executable(hello test.cpp) #编译生成可执行程序 -->等价于g++ -o hello test.cpp