基于C++自动化编译工具的使用详解

什么是自动化编译工具

自动化编译工具可以帮助我们简化编译过程，减少手动操作，提高编译效率，节省时间。目前常见的一些自动化编译工具有Makefile、CMake、SCons等。

其中，Makefile是最原始、最传统的自动化编译工具，他是通过规定一系列源文件、头文件、编译参数、依赖关系等，使代码能够被快速编译成可执行文件。

C++自动化编译工具

C++自动化编译工具通常指的是Makefile、CMake和SCons，三者的功能和使用方式大同小异，主要的区别在于简单程度、易用性、依赖性等。

由于Makefile使用复杂，不易掌握，因此CMake成为了最常用的开源自动化构建工具。CMake是通过CMakeLists.txt文件来定义项目构建规则的，它会自动生成Makefile文件，然后执行Makefile文件来完成编译、链接操作。

CMake的使用示例

创建项目

首先，我们需要在创建一个项目的文件夹，并在该文件夹下创建源文件和头文件。例如，我们创建一个名为test的项目，其中包含源代码文件test.cpp和头文件test.h。

创建CMakeLists.txt文件

在test项目的根目录下，我们需要创建一个CMakeLists.txt文件，该文件是CMake的配置文件，用于描述项目的编译规则。

示例的CMakeLists.txt文件如下：

# 指定CMake的最低版本
cmake_minimum_required(VERSION 3.17)

# 指定项目名称
project(test)

# 添加源文件
add_executable(test test.cpp)

# 添加头文件
target_include_directories(test PUBLIC ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})

构建项目

在test项目的根目录下，我们需要执行以下命令构建项目：

$ mkdir build
$ cd build
$ cmake ..
$ make

其中，

1. mkdir build：创建一个build目录，用于存储 CMake 生成的 Makefile 文件和项目编译生成的二进制文件。

2. cd build：进入build目录。

3. cmake ..：执行cmake命令，生成Makefile文件。

4. make：执行make命令，开始编译生成可执行文件。

运行项目

执行make命令后，会在build目录下生成名为test的可执行文件。我们可以直接运行该可执行文件，例如：

$ ./test

另一个CMake的使用示例

这里再介绍一个稍微复杂一点的CMake的使用示例。

创建项目

首先，我们需要创建一个名为hello的项目，其中包含源代码文件main.cpp和头文件hello.h。main.cpp中调用了hello.h中定义的函数。

创建目录结构

为了更好地组织和管理项目，我们可以在hello项目的根目录下创建以下目录结构：

- hello/
  - CMakeLists.txt
  - src/
    - main.cpp
    - CMakeLists.txt
  - include/
    - hello.h

其中，CMakeLists.txt位于项目的根目录下，src目录存放源代码文件，include目录存放头文件。

编写CMakeLists.txt文件

hello项目的根目录下的CMakeLists.txt

# 指定CMake的最低版本
cmake_minimum_required (VERSION 3.17)

# 指定项目名称
project(hello)

# 添加子目录
add_subdirectory(src)

# 添加头文件目录
include_directories(include)

src目录下的CMakeLists.txt

# 添加源文件
add_executable(hello main.cpp)

# 添加链接库
target_link_libraries(hello greeting)

添加依赖项

在项目中，我们还可以添加依赖项。例如，我们可以将hello项目依赖的库作为子目录添加到项目中，再在CMakeLists.txt文件中添加配置。

在项目中添加依赖项

将需要依赖的库添加为子目录，并在根目录的CMakeLists.txt中添加以下配置：

# 添加子目录
add_subdirectory(lib/greeting)

# 添加头文件目录
include_directories(include)

# 添加链接库目录
link_directories(${PROJECT_BINARY_DIR}/lib)

# 添加链接库
target_link_libraries(hello greeting)

其中，lib/greeting是需要依赖的库所在的子目录。

依赖项的子目录下的CMakeLists.txt

在依赖项的子目录下，我们需要创建CMakeLists.txt文件，并添加以下配置：

# 添加源文件
add_library(greeting SHARED greeting.cpp)

# 添加头文件目录
include_directories(include)

其中，greeting.cpp是依赖项的源文件。

构建项目

在hello项目的根目录下，我们需要执行以下命令构建项目：

$ mkdir build
$ cd build
$ cmake ..
$ make

其中，

1. mkdir build：创建一个build目录，用于存储 CMake 生成的 Makefile 文件和项目编译生成的二进制文件。

2. cd build：进入build目录。

3. cmake ..：执行cmake命令，生成Makefile文件。

4. make：执行make命令，开始编译生成可执行文件。

运行项目

执行make命令后，会在build目录下生成名为hello的可执行文件。我们可以直接运行该可执行文件，例如：

$ ./hello

总结

以上就是使用CMake自动化编译工具的详细攻略了。通过使用CMake，我们可以规范化项目的构建过程，减少手动操作，提高编译效率，让我们能够更加专注于代码的开发和维护。