现代CMake的初步使用 ｜ 青训营

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CMake是一个开源的跨平台构建工具，它使用简洁的语法描述项目的构建过程，并生成适应不同平台和编译器的构建脚本。CMake的设计理念是将构建过程与具体的构建系统解耦，使开发者能够更灵活地管理项目的构建和依赖关系。

初步使用

  1. 安装CMake：首先，需要从CMake官方网站或包管理器安装CMake。安装完成后，在命令行中输入cmake --version命令，确认CMake已成功安装。

  2. 创建CMakeLists.txt：在项目根目录下创建一个名为CMakeLists.txt的文件，该文件是描述项目构建过程的核心。

示例代码：

cmake_minimum_required(VERSION 3.12)
project(MyProject VERSION 1.0)

# 添加可执行文件
add_executable(MyApp main.cpp)

# 链接外部库
target_link_libraries(MyApp MyLibrary)

# 配置安装规则
install(TARGETS MyApp DESTINATION bin)

  1. 生成构建脚本：在命令行中进入项目根目录，执行cmake .命令，CMake将根据CMakeLists.txt生成适应当前平台和编译器的构建脚本。

  2. 执行构建：执行生成的构建脚本，例如在Unix-like系统中执行make命令，在Windows系统中执行Visual Studio生成的解决方案。

三、跨平台构建的实现

CMake的跨平台特性使得项目能够在不同的操作系统和编译器上进行构建，极大地简化了跨平台开发的复杂性。

  1. 平台无关的CMakeLists.txt：CMakeLists.txt文件是平台无关的，可以在不同的操作系统上通用。开发者只需编写一份CMakeLists.txt文件，即可在各个平台上构建项目。

  2. 使用变量和条件语句：CMake支持变量和条件语句，可以根据不同的平台和编译器设置不同的选项和参数。例如，可以使用if语句判断当前平台，并根据平台设置不同的编译选项。

示例代码：

if(UNIX)
    # Unix-like平台的编译选项
    target_compile_options(MyApp PRIVATE -Wall)
elseif(WIN32)
    # Windows平台的编译选项
    target_compile_definitions(MyApp PRIVATE WIN32)
endif()
  1. 外部库的管理：CMake提供了丰富的命令和模块用于管理外部库的依赖关系。可以通过find_package命令查找系统安装的库，或者使用add_subdirectory命令引入其他项目作为子项目。

示例代码：

# 查找并链接外部库
find_package(Boost REQUIRED COMPONENTS filesystem)
target_link_libraries(MyApp PRIVATE ${Boost_LIBRARIES})

# 引入其他项目作为子项目
add_subdirectory(MyLibrary)
target_link_libraries(MyApp PRIVATE MyLibrary)
  1. 交叉编译支持：CMake支持交叉编译，可以在一台主机上为不同的目标平台生成构建脚本。通过设置交叉编译工具链和目标平台的相关参数，可以实现在开发主机上构建适用于嵌入式设备或其他平台的项目。

示例代码：

set(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux)
set(CMAKE_C_COMPILER arm-linux-gnueabi-gcc)
set(CMAKE_CXX_COMPILER arm-linux-gnueabi-g++)

四、CMake的进阶用法

除了基本的项目构建，CMake还提供了许多进阶用法，帮助开发者更好地管理项目和构建过程。

  1. 添加测试：使用add_test命令添加测试用例，并使用CTest工具运行测试。这样可以确保项目在不同平台上的正确性。

示例代码：

# 添加测试
enable_testing()
add_test(NAME MyTest COMMAND MyTestApp)
  1. 支持多配置构建：CMake支持多配置构建，例如Debug和Release等不同的构建配置。可以使用CMAKE_BUILD_TYPE变量设置当前构建的配置。

示例代码：

# 设置构建类型为Release
set(CMAKE_BUILD_TYPE Release)
  1. 自定义构建选项：通过定义自定义的CMake变量，可以实现在构建过程中灵活地设置选项和参数。

示例代码：

# 定义自定义变量
option(ENABLE_FEATURE_X "Enable feature X" ON)

# 根据变量设置选项
if(ENABLE_FEATURE_X)
    add_definitions(-DFEATURE_X_ENABLED)
endif()
  1. 使用CMake模块：CMake提供了丰富的模块，用于简化常见任务的处理，例如文件操作、网络通信等。可以通过引入模块来扩展CMake的功能。

示例代码：

# 引入CMake模块
include(CTest)

# 使用模块提供的功能
file(COPY ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/data DESTINATION ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR})

现代CMake是一个强大而灵活的构建工具，它能够帮助开发者实现跨平台构建，并提供了许多进阶用法来管理项目和构建过程。通过学习和使用CMake，开发者可以更高效地管理项目的构建过程，提高开发效率和代码质量。

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