Makefile和Cmake的联系与区别

CMake是一种跨平台编译工具，比make更为高级，使用起来要方便得多。CMake主要是编写CMakeLists.txt文件，然后用cmake命令将CMakeLists.txt文件转化为make所需要的makefile文件，最后用make命令编译源码生成可执行程序或共享库（so(shared object)）.它的作用和qt的qmake是相似的。

C/C++程序员肯定离不开Makefile和Cmake，因为如果对这两个工具不熟悉，那么你就不是一个合格的C/C++程序员。本文对Makefile和Cmake，及它们的使用进行了详细的介绍，本文的目录如下：

一、Makefile详解

1.1 Makefile语法
1.2 Makefile示例

二、Cmake详解

2.1 Cmake语法
2.2 Cmake示例

一、Makefile详解

Makefile描述了整个工程的编译、连接等规则，makefile定义了一些列规则来指定，哪些文件需要编译以及如何编译、需要创建哪些库文件以及如何创建这些库文件、如何产生我们想要的可执行文件。使用Makefile，整个工程都可以完全自动化编译。而且Makefile 可以有效的减少编译和连接的程序，只编译和连接那些修改的文件。

1.1 Makefile语法

1.1.1
Makefile包含了五个重要的东西：显示规则、隐晦规则、变量定义、文件指示和注释。
1. 显示规则：显示规则说明了，如何生成一个或多个目标。这是由Makefile指出要生成的文件和文件依赖的文件。
2. 隐晦规则：基于Makefile的自动推导功能
3. 变量的定义：一般是字符串
4. 文件指示：一般是在Makefile中引用另外一个makefile文件；根据某些规则指定Makefile中有效的部分；多行
5. 注释：#指示注释

Makefile有三个非常重要的变量：$@、$^、$#，它们的含义如下：
$@ ---目标文件
$^ ---所有依赖文件
$< ---第一个依赖文件
.PHONY ---伪目标文件

Makefile的执行过程如下：

1. 在当前目录下寻找Makefile或makefile。
2. 找到第一个文件中的第一个目标文件，和目标文件依赖的.o文件。
3. 如果.o文件不存在，或是后面.o文件比target文件更新，那么它就会执行后面的语句来生成这个文件。
4. 最后makefile会根据.o文件依赖的.h和.c文件生成.o文件。

1.1.2

注意：
1. clean不要放在target前面。
2. -rm edit $(objects) 忽略某些文件的问题。
3. Makefile中的命令，必须以[Tab]键分割。文件之间最好使用空格分割。
4. -I 或 --include-dir 参数，那么make就会在这些目录下去寻找。
5. -L 相当于load lib dir， -lfb303 相当于libfb303.so

1.1.3 g++编译命令：
1. -g 相当于debug
2. -Wall 相当于忽略warnning
3. -O1~3 相当于优化级别
4. -lpthread多线程
5. -j8 多线程编译
6. -D相当于宏定义，-D_YUQIANG，那么#ifdef _YUQIANG就是True的。

1.2 Makefile示例

[cpp] view plain copy

CC = gcc
RM = rm
CFLAGS += -D _YUQIANG
TARGETS := myapp
all:$(TARGETS)
$(TARGETS):main.c
$(CC) $(CFLAGS) $^ -o $@
clean:
-$(RM) -f *.o
-$(RM) -f $(TARGETS)

二、CMake详解

CMake是一个夸平台的安装（编译）工具，可以简单的语句描述所有平台的安装（编译过程）。它能输出各种各样的makefile或者project文件，能测试编译器所支持的c++特性，类似UNIX下的automake。

2.1 Cmake语法

1. project name

PROJECT( project name )

2. 头文件路径
INCLUDE_DIRECTORIES( include )

3. 设置环境变量的值
SET( TEST_DIR ${DIR_SRCS})

4. 设置外部库
SET(LIBRARIES libm.so)

5. 设置可执行文件路径
ADD_EXECUTABLE( ../bin/bin ${TEST_DIR})

6. 设置链接库
TARGET_LINK_LIBRARIES(../bin/bin ${LIBRARIES})

7. 设置代码子目录
ADD_SUBDIRECTORY

2.2 CMake示例

[cpp] view plain copy

#project name
PROJECT(test_math)
#head file path
INCLUDE_DIRECTORIES(
include
)
#source directory
AUX_SOURCE_DIRECTORY(src DIR_SRCS)
#set environment variable
SET(TEST_MATH
${DIR_SRCS}
)
#set extern libraries
SET(LIBRARIES
libm.so
)
#add executable file
ADD_EXECUTABLE(../bin/bin ${TEST_MATH})
#add link library
TARGET_LINK_LIBRARIES(../bin/bin ${LIBRARIES}

1.CMake编译原理

1. cmake   
  指向CMakeLists.txt所在的目录，例如cmake .. 表示CMakeLists.txt在当前目录的上一级目录。cmake后会生成很多编译的中间文件以及makefile文件，所以一般建议新建一个新的目录，专门用来编译，
mkdir
 build
cd build
cmake ..

make

2. make
根据生成makefile文件，编译程序。

2.使用Cmake编译程序

我们编写一个关于开平方的C/C++程序项目，即b= sqrt(a)，以此理解整个CMake编译的过程。

a.准备程序文件

文件目录结构如下：

.
├── build
├── CMakeLists.txt
├── include
│   └── b.h
└── src
    ├── b.c
    └── main.c

b.编写CMakeLists.txt

接下来编写CMakeLists.txt文件，该文件放在和src，include的同级目录，实际方哪里都可以，只要里面编写的路径能够正确指向就好了。CMakeLists.txt文件，如下所示：

 1
 #1
.cmake verson，指定cmake版本 

 2
 cmake_minimum_required(VERSION 3.2
)

 3
 
 4
 #2
.project name，指定项目的名称，一般和项目的文件夹名称对应

 5
 PROJECT(test_sqrt)

 6
 
 7
 #3
.head
 file
 path，头文件目录

 8
 INCLUDE_DIRECTORIES(

 9
 include

10
 )

11
 
12
 #4
.source directory，源文件目录

13
 AUX_SOURCE_DIRECTORY(src DIR_SRCS)

14
 
15
 #5
.set environment variable，设置环境变量，编译用到的源文件全部都要放到这里，否则编译能够通过，但是执行的时候会出现各种问题，比如"
symbol lookup error xxxxx , undefined symbol
"

16
 SET(TEST_MATH

17
 ${DIR_SRCS}

18
 )

19
 
20
 #6
.add executable file
，添加要编译的可执行文件

21
 ADD_EXECUTABLE(${PROJECT_NAME} ${TEST_MATH})

22
 
23
 #7
.add link library，添加可执行文件所需要的库，比如我们用到了libm.so（命名规则：lib+name+.so），就添加该库的名称

24
 TARGET_LINK_LIBRARIES(${PROJECT_NAME} m)

CMakeLists.txt主要包含以上的7个步骤，具体的意义，请阅读相应的注释。

c.编译和运行程序

准备好了以上的所有材料，接下来，就可以编译了，由于编译中出现许多中间的文件，因此最好新建一个独立的目录build，在该目录下进行编译，编译步骤如下所示：

mkdir
 build
cd build
cmake ..

make

操作后，在build下生成的目录结构如下：

├── build
│   ├── CMakeCache.txt
│   ├── CMakeFiles
│   │   ├── 
3.2
.2

│   │   │   ├── CMakeCCompiler.cmake
│   │   │   ├── CMakeCXXCompiler.cmake
│   │   │   ├── CMakeDetermineCompilerABI_C.bin
│   │   │   ├── CMakeDetermineCompilerABI_CXX.bin
│   │   │   ├── CMakeSystem.cmake
│   │   │   ├── CompilerIdC
│   │   │   │   ├── a.out
│   │   │   │   └── CMakeCCompilerId.c
│   │   │   └── CompilerIdCXX
│   │   │       ├── a.out
│   │   │       └── CMakeCXXCompilerId.
cpp

│   │   ├── cmake.check_cache
│   │   ├── CMakeDirectoryInformation.cmake
│   │   ├── CMakeOutput.log
│   │   ├── CMakeTmp
│   │   ├── feature_tests.bin
│   │   ├── feature_tests.c
│   │   ├── feature_tests.cxx
│   │   ├── Makefile2
│   │   ├── Makefile.cmake
│   │   ├── progress.marks
│   │   ├── TargetDirectories.txt
│   │   └── test_sqrt.
dir

│   │       ├── build.
make

│   │       ├── C.includecache
│   │       ├── cmake_clean.cmake
│   │       ├── DependInfo.cmake
│   │       ├── depend.internal
│   │       ├── depend.
make

│   │       ├── flags.
make

│   │       ├── link.txt
│   │       ├── progress.
make

│   │       └── src
│   │           ├── b.c.o
│   │           └── main.c.o
│   ├── cmake_install.cmake
│   ├── Makefile
│   └── test_sqrt
├── CMakeLists.txt
├── include
│   └── b.h
└── src
    ├── b.c
    └── main.c

注意在build的目录下生成了一个可执行的文件test_sqrt,运行获取结果如下：

命令：
./test_sqrt 
结果：
input a:
49.000000

sqrt result:
7.000000

参考文献：
1. Linux Makefile教程： http://blog.csdn.net/liang13664759/article/details/1771246
2. CMake 学习二： http://blog.sina.com.cn/s/blog_53b7ddf00101mjp5.html
3. CMake基本用法： http://blog.sina.com.cn/s/blog_68409a2801019bm7.html

1.gcc是GNU Compiler Collection（就是GNU编译器套件），也可以简单认为是编译器，它可以编译很多种编程语言（括C、C++、Objective-C、Fortran、Java等等）。

2.当你的程序只有一个源文件时，直接就可以用gcc命令编译它。

3.但是当你的程序包含很多个源文件时，用gcc命令逐个去编译时，你就很容易混乱而且工作量大

4.所以出现了make工具
make工具可以看成是一个智能的批处理工具，它本身并没有编译和链接的功能，而是用类似于批处理的方式—通过调用makefile文件中用户指定的命令来进行编译和链接的。

5.makefile是什么？简单的说就像一首歌的乐谱，make工具就像指挥家，指挥家根据乐谱指挥整个乐团怎么样演奏，make工具就根据makefile中的命令进行编译和链接的。

6.makefile命令中就包含了调用gcc（也可以是别的编译器）去编译某个源文件的命令。

7.makefile在一些简单的工程完全可以人工手下，但是当工程非常大的时候，手写makefile也是非常麻烦的，如果换了个平台makefile又要重新修改。

8.这时候就出现了Cmake这个工具，cmake就可以更加简单的生成makefile文件给上面那个make用。当然cmake还有其他功能，就是可以跨平台生成对应平台能用的makefile，你不用再自己去修改了。

9.可是cmake根据什么生成makefile呢？它又要根据一个叫CMakeLists.txt文件（学名：组态档）去生成makefile。

10.到最后CMakeLists.txt文件谁写啊？亲，是你自己手写的。

11.当然如果你用IDE，类似VS这些一般它都能帮你弄好了，你只需要按一下那个三角形

12.cmake是make maker，生成各种可以直接控制编译过程的控制器的配置文件，比如makefile、各种IDE的配置文件。
13.make是一个简单的通过文件时间戳控制自动过程、处理依赖关系的软件，这个自动过程可以是编译一个项目。

Makefile和Cmake的联系与区别

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