cmake是什么？cmake的特性和編譯原理（cmake原理和cmake編譯過(guò)程）

一、cmake是什么？

CMake是一個(gè)開(kāi)源、跨平臺(tái)的工具系列，是用來(lái)構(gòu)建、測(cè)試和打包軟件。

CMake使用平臺(tái)無(wú)關(guān)的配置文件來(lái)控制軟件編譯過(guò)程，并生成可在您選擇的編譯器環(huán)境中使用項(xiàng)目文件，比如可以生成vs項(xiàng)目文件或者makefile。CMake工具套件由Kitware公司創(chuàng)建，以滿足ITK和VTK等開(kāi)源項(xiàng)目對(duì)跨平臺(tái)構(gòu)建環(huán)境的需求。Kitware是一家從事醫(yī)療計(jì)算，高性能的可視化和計(jì)算，數(shù)據(jù)和分析，計(jì)算機(jī)視覺(jué)的公司。該公司成立于1998年。

二、為什么現(xiàn)在都在用cmake？

1 為什么用cmake，這里有兩個(gè)問(wèn)題，首先要問(wèn)為什么我需要一個(gè)好的構(gòu)建系統(tǒng)？，下面是主要的原因：

· 你想避免硬編碼路徑

· 您需要在多臺(tái)計(jì)算機(jī)上構(gòu)建一個(gè)包

· 你想使用 CI（持續(xù)集成）

· 你需要支持不同的操作系統(tǒng)

· 你想支持多個(gè)編譯器

· 您想使用 IDE，但不是所有情況

· 你想描述你的程序的邏輯結(jié)構(gòu)，而不是標(biāo)志和命令

· 你想使用庫(kù)

· 您想使用其他工具來(lái)幫助您編寫(xiě)代碼 moc ProtoBuf

· 你想使用單元測(cè)試

2 這里有個(gè)重要的需求，就是持續(xù)集成，下面我們來(lái)說(shuō)明一下什么是持續(xù)集成,

· 每次集成都通過(guò)自動(dòng)化的制造（包括提交、發(fā)布、自動(dòng)化測(cè)試）來(lái)驗(yàn)證，準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)集成錯(cuò)誤。

· 快速錯(cuò)誤，每完成一點(diǎn)更新，就集成到主干，可以快速發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，定位錯(cuò)誤也比較容易

· 各種不同的更新主干，如果不經(jīng)常集成，會(huì)導(dǎo)致集成的成本變大

· 讓產(chǎn)品可以快速地通過(guò)，同時(shí)保持關(guān)鍵測(cè)試合格

· 自動(dòng)化測(cè)試，只要有一個(gè)測(cè)試用例不通過(guò)就不能集成

· 集成并不能刪除發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤，而是讓它們很容易發(fā)現(xiàn)和改正

3 那又為什么是cmake？下面我們看下cmake的特性就知道為什么要選擇它了：

cmake特性

· 自動(dòng)搜索可能需要的程序、庫(kù)和頭文件的能力

· 獨(dú)立的構(gòu)建目錄，可以安全清理

· 創(chuàng)建復(fù)雜的自定義命令，例如qt moc uic

· 配置時(shí)選擇可選組件的能力

· 從簡(jiǎn)單的文本文件（CMakeLists.txt）自動(dòng)生成工作區(qū)和項(xiàng)目的能力

· 在靜態(tài)和共享構(gòu)建之間輕松切換的能力

· 在大多數(shù)平臺(tái)上自動(dòng)生成文件依賴項(xiàng)并支持并行構(gòu)建

下面再說(shuō)兩個(gè)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的原因：

· 幾乎每個(gè) IDE 都支持 CMake（ CMake 支持幾乎所有IDE）

· 使用 CMake 的軟件包比任何其他構(gòu)建系統(tǒng)都多

三、cmake編譯原理（cmake工作原理）

上面是我畫(huà)的cmake原理流程圖，有些復(fù)雜但基本描述了cmake的工作原理，更多內(nèi)容可以看下cmake的官方手冊(cè) cmake.org.cn

四、cmake編譯（Linux Windows MacOS系統(tǒng)建構(gòu)示例）

1 環(huán)境準(zhǔn)備

參考我的上一篇文章

《cmake使用方法詳解 - Windows Linux MacOS cmake安裝教程》

2 源碼準(zhǔn)備

源碼準(zhǔn)備，三個(gè)平臺(tái)使用同一份c++源碼和cmake配置

· c++源碼

//first_cmake.cpp 
#include  using namespace std; 
int main(int argc,char *argv[])
{
  cout<<"first cmake c++"<
? · CMake配置源碼 CMakeLists.txt


 · cmake_minimum_required 指定最低的cmake版本


 · project 項(xiàng)目名稱，后面可以通過(guò)變量獲取此名稱

# CMakeLists.txt 
cmake_minimum_required (VERSION 3.0)
project (first_cmake)
add_executable(first_cmake first_cmake.cpp)

CMakeLists.txt文件在根目錄 ，c++源碼first_cmake.cpp和其同一個(gè)目錄。

2 Windows平臺(tái)編譯

CMake=》vs項(xiàng)目=》cl編譯

1 源碼目錄下面創(chuàng)建一個(gè)編譯目錄build，用于生成cmake的臨時(shí)文件和項(xiàng)目文件，放在獨(dú)立的目錄方便清理和查看。

2 進(jìn)入編譯目錄build，直接運(yùn)行cmake .. 使用默認(rèn)生成項(xiàng)目文件，下圖生成的是vs2022的64位項(xiàng)目（文件所在的路徑和目錄層次不能太深，太深會(huì)找不到編譯器）。

3 編譯項(xiàng)目

有兩種編譯方法，第一種直接進(jìn)入build目錄打開(kāi)vs解決方案進(jìn)行編譯.第二種，控制臺(tái)進(jìn)入生成的項(xiàng)目文件路徑 build，然后運(yùn)行 cmake --build . 后面的點(diǎn)表示當(dāng)前路徑。

3 Linux平臺(tái)編譯

1 安裝好gcc編譯工具

sudo apt install g++

sudo apt install make

CMake=》makefile=》make使用gcc或者clang編譯

可以手動(dòng)創(chuàng)建build路徑，然后與上面的windows編譯方法一致。

還有一種方法

1 在CMakeLists.txt文件所在路徑，運(yùn)行

cmake -S . -B build

-S 后面是指定CMakeLists.txt文件的路徑，-B后面是生成的編譯臨時(shí)目錄路徑。

使用默認(rèn)生成項(xiàng)目文件,下圖生成的是makefile + gcc （linux下 c++ 指向g++ ，cc指向gcc）

2 編譯項(xiàng)目

編譯項(xiàng)目也有兩種方法，

一種是直接使用生成的makefile文件

進(jìn)入build目錄輸入 make 編譯項(xiàng)目。

另一種是與windows編譯方法一致，在項(xiàng)目根路徑可以輸入

cmake --build build

后面的build是cmake生成的文件所在路徑

4 Mac平臺(tái)編譯

MacOS下的編譯，基本與linux下一致，當(dāng)然也可以選擇生成為xcode的工程項(xiàng)目：

sudo xcode-select --switch /Applications/Xcode.app/

cmake .. -G "Xcode"

cmake --build .

審核編輯：湯梓紅