CMake

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CMake是一个项目构建工具，是跨平台的。CMake允许开发者指定整个工程的编译流程，并根据编译平台，自动生成本地化的Makefile和工程文件，最后用户只需make编译即可，可以把CMake当作自动生成Makefile的工具，编译流程如下：

CMake优点：

跨平台
能够管理大型项目
简化编译构建过程和编译过程
可扩展，可以为cmake编写特定功能的模块，扩充cmake功能

CMake的使用

CMake支持大写、小写、混合大小写的命令

注释：#、#[[]]
```
# 行注释

#[[块
注
释]]
```
cmake CMakeLists.txt所在路径：在当前路径./build执行cmake ..命令后生成了一个Makefile文件，在执行make命令，就可以对项目进行构建得到所需的可执行程序(默认可执行程序生成在./build目录下)
```
.
├── CMakeLists.txt
├── add.c
├── build
│   ├── CMakeCache.txt
│   ├── CMakeFiles
│   ├── Makefile
│   └── cmake_install.cmake
├── head.h
├── main.c
└── sub.c
```
在执行cmake命令时指定宏的值：cmake CMakeLists.txt路径 -DCMAKE_CXX_STANDARD=11
cmake_minimum_required(VERSION 3.0)：指定使用的cmake最低版本

project：定义工程名称，并可指定工程的版本、工程描述、web主页地址、支持的语言

project(<PROJECT-NAME> [<language-name>...])
project(<PROJECT-NAME>
       [VERSION <major>[.<minor>[.<patch>[.<tweak>]]]]
       [DESCRIPTION <project-description-string>]
       [HOMEPAGE_URL <url-string>]
       [LANGUAGES <language-name>...])
       
project(csapp)

add_executable(可执行程序名源文件名称)：生成一个可执行程序，源文件可以有多个，并用空格或;间隔

set：定义变量or设置宏or拼接字符串

set(变量名 [变量值] [CACHE TYPE DOCSTRING [FORCE]])

# 定义变量
set(SRC_LIST main.c;add.c;sub.c)
add_executable(app ${SRC_LIST})

# 设置宏CMAKE_CXX_STANDARD的值指定cxx版本
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)

# 设置宏EXECUTABLE_OUTPUT_PATH的值指定可执行程序输出路径，如果此路径不存在，会自动生成
# 由于可执行程序是基于cmake命令生成的makefile文件然后再执行make命令得到的，此处的相对路径./是makefile所在目录
set(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ../bin)

# 拼接字符串，将从第二个参数开始往后所有的字符串进行拼接，最后将结果存储到第一个参数中，如果第一个参数中原来有数据会对原数据就行覆盖
set(变量名1 ${变量名1} ${变量名2})

aux_source_directory：查找指定路径下的所有源文件

aux_source_directory(<要搜索的目录> <将要搜索的目录下搜索到的源文件列表存储到该变量中>)

CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR：宏表示当前访问的CMakeLists.txt文件所在路径
PROJECT_SOURCE_DIR：宏就是在使用cmake命令时，后面紧跟对的目录，一般是工程的根目录

file：搜索文件，得到的是文件的绝对路径

file(GLOB/GLOB_RECURSE 变量名 要搜索的文件路径和文件类型)
	GLOB：将指定目录下搜索到的满足条件的所有文件名生成一个列表，并将其存储到变量中
	GLOB_RECURSE：递归搜索指定目录，将搜索到的满足条件的文件名生成一个列表，并将其存储到变量中
	
# 搜索当前目录的src目录下的所有源文件，并存储到变量中，要搜索的文件路径和类型可加也可不加双引号
file(GLOB MAIN_SRC ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/src/*.c)
file(GLOB MAIN_SRC "${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/src/*.c")

include_directories：设置要包含的头文件路径include_directories(head_path)
add_definitions：宏定义add_definitions(-D宏名称)

message：日志(显式一条消息)，CMake的命令行工具会在stdout上显式STATUS消息，在stderr上显式其它所有消息。CMake的GUI会在它的log区域显式所有消息。CMake警告和错误消息的文本显示使用的是一种简单的标记语言，文本没有缩进，超过长度的行会回卷，段落之间以新行作为分隔符。

message([STATUS|WARNING|AUTHOR_WARNING|FATAL_ERROR|SEND_ERROR] "message to display" ...)
	(无) ：重要消息
    STATUS ：非重要消息
    WARNING：CMake 警告, 会继续执行
    AUTHOR_WARNING：CMake 警告 (dev), 会继续执行
    SEND_ERROR：CMake 错误, 继续执行，但是会跳过生成的步骤
    FATAL_ERROR：CMake 错误, 终止所有处理过程
    
# 输出一般日志信息
message(STATUS "source path: ${PROJECT_SOURCE_DIR}")
# 输出警告信息
message(WARNING "source path: ${PROJECT_SOURCE_DIR}")
# 输出错误信息
message(FATAL_ERROR "source path: ${PROJECT_SOURCE_DIR}")

list：列表操作

# 通过索引获取元素，[0……][……-1]，边界越线报错
list(GET <list> <element index> [<element index> ...] <output variable>)

# 根据值查找元素，未找到-1
list(FIND <list> <value> <output variable>)

# 将元素追加到列表中
list(APPEND <list> [<element> ...])

# 在指定位置index插入元素
list(INSERT <list> <element_index> <element> [<element> ...])

# 将元素插入到0位置
list (PREPEND <list> [<element> ...])

# 根据索引从列表中移除元素
list (REMOVE_AT <list> <index> [<index> ...])

# 根据值从列表中移除元素
list(REMOVE_ITEM <list> <value> [<value> ...])

# 将列表中最后一个元素移除
list (POP_BACK <list> [<out-var>...])

# 将列表中第一个元素移除
list (POP_FRONT <list> [<out-var>...])

# 列表元素去重
list (REMOVE_DUPLICATES <list>)

# 列表翻转
list(REVERSE <list>)

# 获取list长度
list(LENGTH <list> <output variable>)

# 将列表中的元素用连接符glue连接起来组成一个字符串
list (JOIN <list> <glue> <output variable>)

# 列表排序
list (SORT <list> [COMPARE <compare>] [CASE <case>] [ORDER <order>])
    COMPARE：指定排序方法，有如下几种值可选：
	    STRING:按照字母顺序进行排序，为默认的排序方法
    	FILE_BASENAME：如果是一系列路径名，会使用basename进行排序
    	NATURAL：使用自然数顺序排序
    CASE：指明是否大小写敏感。有如下几种值可选：
        SENSITIVE: 按照大小写敏感的方式进行排序，为默认值
        INSENSITIVE：按照大小写不敏感方式进行排序
    ORDER：指明排序的顺序。有如下几种值可选：
        ASCENDING:按照升序排列，为默认值
        DESCENDING：按照降序排列

静&动态库

静态库：在Linux中，静态库名称分为三部分：lib + 库名字 + .a，下面只需要指定库名字即可，另外两部分生成该文件时自动添加。静态库会被打包到可执行程序中，可执行程序启动后，静态库也就随之加载到内存中了。

add_library(库名字 STATIC 源文件1 [源文件2] ...)

动态库：在Linux中，动态库名称分为三部分：lib + 库名字 + .so，此处只需要指定出库名字即可，另外两部分生成该文件时自动添加。如果生成的库比较大，建议动态库。只有可执行程序调用了动态库中的函数的时候，动态库才会被加载到内存中，多个进程可以共享内存中的同一个动态库(共享库)。

add_library(库名字 SHARED 源文件1 [源文件2] ...)

设置库生成路径：

由于在Linux下生成的动态库默认是有可执行权限的，可按照生成可执行程序的方式指定生成目录。

由于在Linux下生成的静态库默认是不具有可执行权限的，所有在指定静态库生成路径的时候就不能使用EXECUTABLE_OUTPUT_PATH宏了，应该使用LIBRARY_OUTPUT_PATH，这个宏对静/动态库文件都适用

适用于动态库：

# 设置宏EXECUTABLE_OUTPUT_PATH的值指定动态库的输出路径
set(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/lib)

都适用：

# 设置静/动态库生成路径
set(LIBRARY_OUTPUT_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/lib)

库链接

link_libraries：链接静态库

link_libraries(<static lib> [<static lib>...])
	static lib可以是：①全名libxxx.a；②xxx

# 如果静态库不是系统提供的(自制or使用第三方提供的静态库)可能会出现静态库找不到的情况，此时可以指定静态库路径，此命令也可指定动态库路径
link_directories(<lib path>)

target_link_libraries：链接动态库，也可链接静态库
```
target_link_libraries(
    <target> 
    <PRIVATE|PUBLIC|INTERFACE> <item>... 
    [<PRIVATE|PUBLIC|INTERFACE> <item>...]...)
    
    target：指定要加载动态库的文件名字，该文件可能是一个源文件、动态库文件、可执行文件
    PRIVATE|PUBLIC|INTERFACE：动态库的访问权限，默认为PUBLIC。
```
动态库具有传递性：如果A连接了B，C链接了A，那么相当于C连接了A和B，C可以使用A和B中定义的方法。

如果各个动态库之间没有依赖关系，无需做任何设置，三者没有区别，一般无需指定，使用默认的PUBLIC即可：
- public：在public后面的库会被Link到前面的target中，并且里面的符号也会被导出，提供给第三方使用。
- PRIVATE：在private后面的库仅被link到前面的target中，并且终结掉，第三方不能感知你调了啥库
- INTERFACE：在interface后面引入的库不会被链接到前面的target中，只会导出符号。
链接系统/第三方动态库：在cmake中要指定链接的动态库的时候，应该将命令写到生成了可执行文件之后：target_link_libraries(可执行程序名库名)

嵌套的CMake

在构建大型项目的时候可以给每个源代码目录都添加一个CMakeLists.txt文件(头文件目录不需要)。

嵌套的CMake是一个树状结构，最顶层的CMakeLists.txt是根节点，其次都是子节点。

根节点CMakeLists.txt中的变量全局有效
父节点CMakeLists.txt中的变量可以在子节点中使用
子节点CMakeLists.txt中的变量只能在当前节点中使用

add_subdirectory：建立CMake中父子关系

add_subdirectory(source_dir [binary_dir] [EXCLUDE_FROM_ALL])
	source_dir：指定CMakeLists.txt源文件和源代码文件的位置，即指定子目录
	binary_dir：指定输出文件路径，一般不需要指定
	EXCLUDE_FROM_ALL：在子路径下的目标默认不会被包含到父路径的ALL目标里，并且也会被排除在IDE工程文件之外
					  用户必须显式构建在子路径下的目标

示例

目录结构：对于calc和sort目录中的源文件来说，可以将它们先编译成库文件（可以是静态库也可以是动态库）然后在提供给测试文件使用即可。

$ tree
.
├── build
├── calc
│   ├── add.cpp
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── div.cpp
│   ├── mult.cpp
│   └── sub.cpp
├── CMakeLists.txt
├── include
│   ├── calc.h
│   └── sort.h
├── sort
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── insert.cpp
│   └── select.cpp
├── test1
│   ├── calc.cpp
│   └── CMakeLists.txt
└── test2
    ├── CMakeLists.txt
    └── sort.cpp

6 directories, 15 files

根目录：

cmake_minimum_required(VERSION 3.0)
project(test)
# 定义变量
# 静态库生成的路径
set(LIB_PATH ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/lib)
# 测试程序生成的路径
set(EXEC_PATH ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/bin)
# 头文件目录
set(HEAD_PATH ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/include)
# 静态库的名字
set(CALC_LIB calc)
set(SORT_LIB sort)
# 可执行程序的名字
set(APP_NAME_1 test1)
set(APP_NAME_2 test2)
# 添加子目录
add_subdirectory(calc)
add_subdirectory(sort)
add_subdirectory(test1)
add_subdirectory(test2)

calc目录：

cmake_minimum_required(VERSION 3.0)
project(CALCLIB)
aux_source_directory(./ SRC)
include_directories(${HEAD_PATH})
set(LIBRARY_OUTPUT_PATH ${LIB_PATH})
add_library(${CALC_LIB} STATIC ${SRC})

sort目录：

cmake_minimum_required(VERSION 3.0)
project(SORTLIB)
aux_source_directory(./ SRC)
include_directories(${HEAD_PATH})
set(LIBRARY_OUTPUT_PATH ${LIB_PATH})
add_library(${SORT_LIB} SHARED ${SRC})

test1目录：

cmake_minimum_required(VERSION 3.0)
project(CALCTEST)
aux_source_directory(./ SRC)
include_directories(${HEAD_PATH})
link_directories(${LIB_PATH})
link_libraries(${CALC_LIB})
set(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${EXEC_PATH})
add_executable(${APP_NAME_1} ${SRC})

test2目录：

cmake_minimum_required(VERSION 3.0)
project(SORTTEST)
aux_source_directory(./ SRC)
include_directories(${HEAD_PATH})
set(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${EXEC_PATH})
link_directories(${LIB_PATH})
add_executable(${APP_NAME_2} ${SRC})
target_link_libraries(${APP_NAME_2} ${SORT_LIB})

在项目中，如果将程序中的某个模块制作成了动态库或者静态库并且在CMakeLists.txt 中指定了库的输出目录，而后其它模块又需要加载这个生成的库文件，此时直接使用就可以了，如果没有指定库的输出路径或者需要直接加载外部提供的库文件，此时就需要使用 link_directories 将库文件路径指定出来。

控制流程

条件

在进行条件判断的时候，如果有多个条件，那么可以写多个elseif，最后一个条件可以使用else，但是开始和结束是必须要成对出现的，分别为：if和endif。

if(<condition>)
  <commands>
elseif(<condition>) # 可选快, 可以重复
  <commands>
else()              # 可选快
  <commands>
endif()

循环

foreach(<loop_var> <items>)
    <commands>
endforeach()

while(<condition>)
    <commands>
endwhile()

预定义宏

宏	功能
PROJECT_SOURCE_DIR	使用cmake命令后紧跟的目录，一般是工程的根目录
PROJECT_BINARY_DIR	执行cmake命令的目录
CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR	当前处理的CMakeLists.txt所在的路径
CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR	target编译目录
EXECUTABLE_OUTPUT_PATH	重新定义目标二进制可执行文件的从存放路径
LIBRARY_OUTPUT_PATH	重新定义目标链接库文件的存放位置
PROJECT_NAME	返回通过PROJECT指令定义的项目名称
CMAKE_BINARY_DIR	项目实际构建路径，假设在`build`目录进行的构建，那么得到的就是这个目录的路径

参考：

https://www.subingwen.cn/cmake/CMake-primer/

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条件

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