CmakeList教程

一、CmakeList介绍:

cmake 是一个跨平台、开源的构建系统。它是一个集软件构建、测试、打包于一身的软件。它使用与平台和编译器独立的配置文件来对软件编译过程进行控制。它会通过写的语句自动生成一个MakeFile,从而实现高效编译

二、CmakeList的常用指令

1.指定 cmake 的最小版本(可选)

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)

这条语句规定了执行这个cmake的版本不能低于2.8,否则会报错,要求升级cmake版本

2.设置项目名称(可选)

project(HELLO)

这个命令不是强制性的,但最好都加上。它会引入两个变量 HELLO_BINARY_DIR 和 HELLO_SOURCE_DIR,同时,cmake 自动定义了两个等价的变量 PROJECT_BINARY_DIR 和 PROJECT_SOURCE_DIR

3.添加生成的二进制文件

add_executable(name source…)

参数解释:
(1)name为需要生成的可执行文件名,也就是例如gcc demo.c -o demo,-o生成的demo就是这里的参数name,生成后就可以在可执行文件目录执行./demo运行
(2)第二个参数source为源文件,也就是.c或者.cpp文件,这个参数可以有多个,实现多个源文件一起编译

知道了上面三个指令,我们就可以写一个简单的CmakeList文件啦,先写一个小demo试试水~
在这里插入图片描述

在当前目录下,有一个function的文件夹,里面存放着一个叫fun.cpp的文件,文件中有一个add的函数,实现的是对输入的两数相加并返回。function文件夹外面存放着CmakeList.txt与我们的主函数demo.cpp。
现在编写CmakeList.txt:

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)
project(HELLO)
add_executable(hello ./demo.cpp function/fun.cpp)

接着在CmakeList.txt所在的目录下执行

cmake .

就会生成几个文件以及文件夹,其中的MakeFile就是我们需要的
在这里插入图片描述
接着执行

make

就可以看到目录下出现了我们需要的可执行文件hello,运行./hello 可以看到成功打印出了结果15
在这里插入图片描述

4. 收集指定目录下的源码文件

很多时候我们构建一个二进制文件的时候,可能有几十或上百个.c或.cpp源码参与编译,如果我们在add_executable后一个个指定,效率非常低下,这时候就可以使用aux_source_directory

aux_source_directory(<dir> <variable>)

5.生成库文件

add_library(library_name [STATIC | SHARED | MODULE] EXCLUDE_FROM_ALL source_files)

library_name为要生成库的名称,例如生成一个名为libadd.so的动态库时,填add就行,lib与后面的.so会自动生成
STATIC表示生成静态库,SHARED表示生成动态库,MODULE表示生成一个模块,这是可选参数,但是最好根据需要生成的库类型都加上
使用 EXCLUDE_FROM_ALL 选项时,库目标将不会被自动构建,而是需要通过其他目标或手动指令进行显式构建。这个选项通常用于一些可选的或测试相关的库,它们不需要作为构建过程的一部分,但可以在需要时手动构建。这个也是可选参数
source_files为生成库的源文件

6. 指定连接库

这里有两种方式,第一种为link_directories与link_libraries搭配使用,还有一种是find_library与target_link_libraries搭配,更加推荐使用第二种,因为可读性更好,可以让我们更好的了解代码的依赖关系,并且可以确保在构建过程中只链接指定的库文件

第一种方式

link_directories(directory1 directory2 …)
添加库的查找路径

其中directory1、directory2等是你要添加的附加库文件目录。
需要注意的是link_directories默认路径在当前目录下,也就是说如果不提供绝对路径的话,只能在当前目录的子目录下找

link_libraries(library1 library2 …)
设置需要链接的文件

其中,library1、library2等参数是要链接的库文件名。
link_libraries可以把库链接到后续所有的目标中,库名以libpthread为例,可以写libpthread.so、pthread,都可以识别

第二种方式(推荐使用)

find_library(LIBRARY_PATH mylibrar PATHS /path/to/library/directory1 /path/to/library/directory2)

LIBRARY_PATH为一个变量,find_library会把找到的库存到这个变量中。可以供下面target_link_libraries使用
mylibrar为需要查找的库名称
PATHS为开始的字段不是必须的,它可以指定除当前目录下的其他路径,后面跟的都是需要查找的路径

target_link_libraries(target [item1] [item2] …)

其中 <target> 是要链接库文件的目标(例如可执行文件、静态库等),[item1]、[item2] 等是要链接到目标的库文件或目标。
item1的设置方式:

  • 可以是写死的库,例如库名为libadd.so,可以写成target_link_libraries(demo add)
  • 使用set设置变量的方式,set(LIBRARY_PATH /path/to/library),item1使用${LIBRARY_PATH}代替
  • add_library(my_library STATIC my_library.cpp) 这种方式会生成一个新的库供使用
  • 使用find_library设置的变量来链接

7.添加编译宏

很多时候我们的代码中存在类似#ifdef XXX 这样的编译宏,可以决定代码编译出不同功能或架构的代码,例如gcc编译时为gcc demo.c -DDEBUG,这时候如果代码中存在DEBUG这样的宏,就会编译被ARM宏包着的那段代码,设置宏与库一样,也有两种方式
第一种:add_definitions

add_definitions(-DXXX)

-D为必须的,XXX为需要设置的宏,这样设置会让下面所有构建的目标都带上这个宏参与编译,同样不推荐使用

第二种:target_compile_definitions (推荐使用)

target_compile_definitions(<target> <DEFINE1> <DEFINE2> …)

<target> 是要添加宏定义的目标(例如可执行文件、静态库等)
<scope> 是定义的作用范围(例如 PUBLIC、PRIVATE 或 INTERFACE)
<DEFINE1>、<DEFINE2> 等是要添加的宏定义。
需要注意的是,target_compile_definitions需要写在已经构建的目标后,例如target是demo这个可执行文件,那么在target前需要首先调用add_executable,在有demo这个目标后再再调用target_compile_definitions,否则会出现构建报错

8. 检查软件包

find_package( [version] # 指定要查找的库或者模块(版本号可选)
[EXACT] # 要求version完全匹配
[QUIET] # 无论找到与否,都不产生任何提示性消息
[REQUIRED] # 要求必须找到 xxx.cmake,找不到就提示报错
[[COMPONENTS] [components…]] 查找 Package 中的指定模块,COMPONENTS 跟的是一个列表,只要列表中任意一个模块没有被找到,则认为整个 Package 没有被找到,即 <PackageName>_FOUND 为 false(如果存在REQUIRED选项,则可以省略COMPONENTS关键字)
[OPTIONAL_COMPONENTS [components…]]
[MODULE] # 仅使用模块模式
[CONFIG|NO_MODULE] # 仅使用配置模式(两种写法是等效的)
[GLOBAL]
[NO_POLICY_SCOPE]
[BYPASS_PROVIDER]
)

find_package 一般都内置了一些变量:
_FOUND:可以判断是否找到对应的包或者模块
_INCLUDE_DIR:表示头文件目录(前提是包被找到才会被自动设置)
_LIBRARIES:表示库文件

以opencv为例

# 检索OpenCV库
find_package(OpenCV REQUIRED)
 
add_executable(main src/main.cpp)
if(OpenCV_FOUND)
    # 引入头文件目录
    include_directories(${OpenCV_INCLUDE_DIRS})
    # 链接库文件
    target_link_libraries(main ${OpenCV_LIBRARIES})
else(OpenCV_FOUND)
    message(FATAL_ERROR "OpenCV library not found")
endif()

9.添加头文件搜索路径

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

AFTER|BEFORE: 指定添加的搜索路径的位置,默认是 AFTER,即添加到已有的搜索路径之后。可以使用 BEFORE 将搜索路径添加到已有的搜索路径之前。
SYSTEM: 表示目录是系统目录,编译器会忽略其中的头文件的警告。可以不加
dir1 [dir2 …]: 要添加到搜索路径的目录列表。

10.构建带有层级目录的工程

如果我们想编译一个二进制文件,而这个二进制文件需要链接一个动态库,这个动态库也是需要实时编译出来给二进制使用的,这时候我们就可以使用add_subdirectory、add_dependencies来建构

add_subdirectory(subdirectory_path binary_output_path)

subdirectory_path为子目录的路径:指定要添加的子目录的路径。
binary_output_path为二进制输出目录:指定生成的二进制文件(库或可执行文件)的输出路径。
当我们执行cmake 时,它会进入指定的子目录中,执行该子目录下的 CMakeLists.txt 文件,并将生成的二进制文件输出到指定的二进制输出目录。

add_dependencies(target_name dependency_target_name)

target_name为目标名称:指定当前目标的名称。
dependency_target_name为依赖目标名称:指定当前目标所依赖的目标的名称。
当运行 cmake 构建项目时,如果当前目标依赖于另一个目标,则会先构建所依赖的目标,然后再构建当前目标。这可以确保在构建当前目标之前,其所依赖的目标已经被正确地构建完成。
下面是示例:
这是主目录与子目录的CMakeList内容

主目录cat CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 2.8)
project(DEMO)

include_directories(./include)

# 添加可执行文件目标
add_executable(demo ./demo.c)

# 将 demo 目标与 lib 目标链接
target_link_libraries(demo add)

add_subdirectory(lib ./lib/)
add_dependencies(demo add)

子目录:cat lib/CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 2.8project)
project(ADD)
add_library(add SHARED add.c)

下面是目录结构

.
├── CMakeLists.txt
├── demo.c
├── include
│   └── add.h
└── lib
    ├── add.c
    └── CMakeLists.txt

10:30 上午 cmake cat demo.c
#include <stdio.h>
#include "add.h"

int main()
{
        printf("%d\n",add(1,2));
        return 0;
}

10:31 上午 cmake cat lib/add.c
int add(int a,int b)
{
        return a+b;
}

在主目录下执行cmake. && make,发现lib下生成了libadd.so,并且主目录下生成了我们需要的demo可执行文件,运行结果为3

11.设置二进制的生成路径

当我们执行add_executable后,通常需要把二进制放到指定的目录,这时候就可以通过install来实现,相当于操作了make install

install([Target | File | Directory | Script] my_executable DESTINATION you_path)

目标(Target):可以使用构建生成的目标名称作为第一个参数。
文件(File):可以使用文件路径作为第一个参数。
目录(Directory):可以使用目录路径作为第一个参数。
脚本(Script):可以使用脚本文件路径作为第一个参数。

示例:
install(TARGETS my_executable
DESTINATION bin)

install(FILES ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/README.md
DESTINATION share)
示例中,my_executable 是一个已经定义的可执行目标,它将被安装到 bin 目录中。同时,项目根目录下的 README.md 文件将被安装到 share 目录中。

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