一文入门Makefile

今天我们来玩玩Makefile。

这边是借鉴的陈皓老师的《跟我一起写 Makefile》

pdf下载链接如下。

链接：https://pan.baidu.com/s/1woRq2nEkgzLv1o5uE0FZHg?pwd=mhrh
提取码：mhrh

我们之前已经算是入门了gcc，那我们的下一站就是Makefile，上一篇我们也发现了，当我们的main.c包含了自己写的头文件，那么编译命令会变得很长，如果包含的头文件很多，那么光是敲编译命令都够花我们半条命了。

所以也有下面这个说法。

会不会写 makefile ，从一个侧面说明了一个人是否具备完成大型工程的能力。

那么Makefile到底是做什么的呢？简单来说，Makefile通过定义一系列编译规则，指导make工具如何根据源文件的修改情况来执行增量编译，从而极大地提高了开发效率，Makefile写出来也就是一个脚本文件。

使用Makefile不仅使得编译过程自动化，还带来了诸多好处：

自动化处理复杂的依赖关系：Makefile能够自动处理和解析项目中各文件之间的复杂依赖关系，确保只有必要的部分被重新编译。
支持跨平台构建：通过编写与平台无关的Makefile，可以在不同操作系统间实现一致的构建过程。
提高开发效率：开发者只需关注源代码的编写，编译过程的大部分操作都由Makefile自动完成，减少了手动操作的错误和时间消耗。

那么废话不多说，我们直接开始先写一个Makefile吧。

先别管这里的内容是什么意思，这内容我们写到Makefile里，Makefile就是这个脚本文件的名字，没有后缀，当然了也可以叫makefile和GNUmakefile（最好不要叫这个，因为只有GNU make才能识别）。

我们写好之后要执行Makefile，就直接执行一个make命令。

然后就可以看到执行了一堆命令，这些命令是我们写在Makefile里面的。

并且生成了下面一堆中间文件。

那其实大部分情况我们是不需要中间文件的，那么我们是不是也可以把删除中间文件的命令写进Makefile里呢？那当然是可以了，因为Makefile本质上就是脚本文件，自然是可以写的。

然后我们执行

make clean

可以看到执行了我们写在Makefile里面的最后的那个语句。

接下来我们开始揭秘Makefile。

我们先看第一行test：test.o，这实际上是一个规则。这段的含义是我们需要生成test（也就是目标文件），为了生成test首先需要拥有test.o（也就是依赖文件），通过执行下面首行缩进一个tab的那个命令来生成。

如果当前目录下没有依赖文件，那么就会在Makefile里找有没有目标文件是依赖文件的规则。

那么前四个规则大家应该就能看懂了。

但是第五个clean它不是简单的规则，它是一个特殊的目标，一般用来删除编译过程中产生的中间文件，并且我们看到它是没有依赖的。

执行的时候就是输入命令 make clean。

因为clean涉及到删除，而在Linux中删除就是真删除了，不像Window里还能从回收站里找到，因此编写clean的时候我们需要格外小心，但是保不齐我们会失误，那怎么办呢？

我们可以在make clean后面加个-n选项来模拟删除，然后再次检查是否出错，此时还不是真的删除，因此还有改正的机会。

如上可以看得出来当我们执行make clean命令加上-n选项之后，它会展示出执行的删除命令，但是并没有真正执行，这时我们就可以对make clean 进行检查了。

除了直接在Makefile里写clean，更稳健的写法是下面这样的。

其中.PHONY表示后面的clean是一个伪目标，并不是正常的目标。并且在 rm 前面加上了一个 - ，这表示当我们删除某些不存在的文件的时候忽略报错，接着往后执行。

当然还有个潜规则就是clean放在Makefile的最后面。

接着再回到我们的第一版最简单的Makefile，它是由多个规则构成的，每个规则里有目标文件，依赖文件和执行命令。在Makefile里，它默认会把第一个规则中的目标文件当成是最终目标，也就是说它不一点会执行每个规则，而是只要能够生成最终目标就行。

要指定最终目标也是可以的，在Makefile开头加上ALL：最终目标即可。像下面这样，实际上不一定非得叫ALL，原理就是Makefile会以第一个规则为最终目标，那么我放在第一行的那就是最终目标。

上面就是Makefile最基础最基础的内容了。

那接下来我们就可以更进一步了。

既然Makefile是脚本文件，那么它有变量也是正常的对叭。

一般写在文件开头，格式就是变量名 = 变量值，当我们使用时是这样的 $( 变量名 )，这边需要提的是Makefile中的变量比较接近于宏定义，也就是直接替换的，没有类型。

光讲可能比较抽象，我们直接看下面的例子。

上面例子把目标文件直接赋值给了变量targetFile，我们在规则中可以使用$(targetFile)的方式取出test的这个值去使用，当然了上面只是简单地做个示范，我们还可以拿变量去装一些更复杂的东西，比如说一堆的文件（没错，一个变量能装的可不止一个文件，用空格隔开可以装多个）

那我们要给变量赋值赋上一堆文件，除了一个个手敲上去，还有别的更省力的方式那就是通配符。

比如说我们需要给一个变量赋值当前目录下所有的 .c 文件，那么我们用通配符就可以非常方便的赋值。

大家想的是下面这样的对叭。

cfile = *.c

但是实际上这样是不行的，这样在Makefile中，cfile这个变量的值就是 *.c ，而不是我们想要的所有 .c 文件，这时候就需要用上函数了，既然Makefile是脚本文件，那么有个函数也是很正常的对叭。

正确的写法是下面这样的。

cfile = $(wildcard *.c)

这个函数就是 $(wildcard )，在括号里，wildcard后写的通配符就会被展开，就会是我们想要的效果了。

除了上面我们自己去写变量，Makefile里有一些自动化变量我们可以直接去使用的，我们挑几个常用的来说。

$@ ：本条规则中的目标

$< ：本条规则中第一个依赖，如果第一个依赖代表多个文件（后面会说怎么实现），那么$<就表示为将这多个文件一个个取出来。

$^ ：本条规则中的所有依赖，用空格分隔。

$* ：可以简单理解成目标文件的名字但是不含后缀名。

$? ：比目标更新的依赖，也就是最后修改时间比目标更晚的依赖。

用了上面的自动化变量，那么我们第一版的Makefile可以写成下面这样了。

现在我们改一改我们的test.c，像下面这样。包含了自己写的头文件，用了里面的方法。

对应的在Makefile里也需要修改。我们添加了对于mytool1的编译。

是可以正常make的。

然后我们发现，后面两个规则中的命令是一样的，那么实际上我们是可以对他们进行一个合并操作的，也就是说在一个规则里，可以有多个目标。可以像下面这样改写，但是由于gcc -o选项只能输出一个文件，因此在命令里不能使用 $@，但是还好-c选项可以不指定输出文件，默认就是输入文件的后缀改成 .o当输出文件了。

也是可以正常make的。

这个例子主要是想说在Makefile中，在一个规则里可以有多个目标。然后同一个目标也可以有多个规则（这边不演示了）。

然后实际上我们还有种更简单的写法，那就是模式规则。

这边直接贴出怎么写的。

看不懂什么意思没关系，我们make一下，make之后会显示出它执行的命令，然后我们再分析分析。

看的出来Makefile直接帮我们把我们需要的依赖都执行了。

这是因为上面的%可以看成是任意的东西（类似于通配符中的*），当我们的目标的依赖不存在的时候，Makefile就会在规则中寻找是否目标的依赖和哪个规则的目标一致，找到就会执行这个规则中的命令。就比如说我们上面的Makefile，需要寻找目标为test.o以及目标为mytool1.o的依赖，最终都找到了 %.o:%.c 这个规则，因为%代表任意东西，那么自然是可以匹配上的，这就是模式规则强大的地方，我们可以少写很多东西了。

不过上面这种写法有一个可以改进的点，那就是将$^改成$<，我们来看看二者的区别。