一篇文章搞懂CMake （gcc、g++、cmake解释）

gcc

gcc命令来自英文词组“GNU Compiler Collection”的缩写，其功能是用于C/C++语言编译器。原文链接：https://www.linuxcool.com/gcc

GCC 的编译流程包括以下几个阶段：

• 预处理（Preprocessing）：对源代码进行宏替换、头文件展开等操作，生成预处理文件（.i 文件）。
• 编译（Compilation）：将预处理文件转换为汇编代码（.s 文件）。
• 汇编（Assembly）：将汇编代码转换为目标文件（.o 文件）。
• 链接（Linking）：将目标文件与库文件等链接起来，生成可执行文件。

下面是一个简单的示例，以 C 语言为例：

#include <stdio.h>

int main() {
    
    printf("Hello, world!\n");
    return 0;
}

我们可以使用以下命令编译：

gcc hello.c -o hello

这个命令将进行以下几个步骤：

1. 预处理，还是c语言文件，但是对头文件（<stdio.h>）和宏会进行展开

gcc -E hello.c > hello.i # 和 gcc -E hello.c -o hello.i 效果是一样的

2. 编译，由c文件变成汇编文件

gcc -S hello.i -o hello.s

3. 汇编，生成目标文件，即二进制文件，但是此时的文件是没有链接的，不可以执行

gcc -c hello.s -o hello.o

4. 链接，生成可执行文件

gcc hello.o -o hello

运行该文件会输出 “Hello, world!”。

g++

gcc和g++是两个不同的编译器，gcc主要用于编译C语言代码，g++则主要用于编译C++代码。

虽然gcc也可以编译C++代码，但是使用g++更为方便。因为g++可以自动链接C++标准库，而gcc需要手动链接C++标准库。此外，g++还能够自动识别C++代码，并调用相应的编译器。

在使用g++编译C++代码时，需要使用“.cpp”作为文件扩展名。如果使用“.c”作为文件扩展名，g++会将代码识别为C语言代码进行编译，而不是C++代码。

参考： https://www.cnblogs.com/lulipro/p/6661763.html

编译流程和 gcc 是一样的，只需要把 gcc 换成 g++ 即可

• -save-temps 保留编译产生的中间文件，使用这个参数，就没必要将前面的参数 -E -S -c 一个一个地使用了

g++ -save-temps -o hello hello.cpp 

• 优化器

g++ -O2 hello.cpp -o hello

-O0: 不进行优化，编译速度最快，但是生成的可执行文件执行速度最慢。
-O1: 开启一些简单的优化，会消耗更多的编译时间，但是可以稍微提高可执行文件的执行速度。
-O2: 开启更多的优化，可以提高可执行文件的执行速度，但是编译时间也会更长。
-O3: 开启大部分优化，可以极大地提高可执行文件的执行速度，但是编译时间也会非常长。
-Os: 优化可执行文件的大小，尽可能减小生成的可执行文件的体积。

一般用O2就够了,可以看到下面的这段代码，写的非常不合理，但是经过优化之后效率高了很多

• -w
  编译时，不显示任何警告消息。

• -Wall
  编译时，显示所有出现的警告消息。

cmake

CMake是一个跨平台的自动化构建系统，可以根据不同的平台、不同的编译器，生成相应的构建文件（如Makefile或Visual Studio项目文件等），以便进行编译、链接等操作。CMake通过CMakeLists.txt 文件来描述项目的构建过程，用户可以在这个文件中定义源代码、库、头文件、编译选项等信息，从而让CMake自动生成相应的构建文件。

举个例子： 比如说有一个项目需要跨平台，windows 下用 VS 编译，linux 下用 makefiles 或者 xcode 编译。如果这时候需要添加一个 bar.cpp 文件，一般做法就是每个IDE的项目文件中依次添加，但是如果工程太大，这种做法就很麻烦了，因此引入cmake就是为了方便，只需要把 bar.cpp 添加到 CMakeLists.txt 文件中即可。

1. CMake 流程

在 gcc小节 中给出了程序生成可执行文件的流程，但是如果程序很多的时候，这种方式就显得太繁琐了。因此就需要用到 makefile，makefile 是一种能够自动化构建和编译项目的文本文件。简单来说只要存在 makefile文件， make 一下就能完成项目的编译工作。

但是夸平台的话，新的矛盾就会显现出来，makefile 通常依赖于当前的编译平台，而且编写 makefile 的工作量比较大，解决依赖关系时也容易出错。

因此 CMake 能够解决该问题，它能跟据不同的编译平台，自动生成 Makefile 文件，流程如下：

如何使用cmake？

简单的CMake.txt文件

CMake 最基本的步骤是以下三步：

# 最低 CMake 版本要求：指定项目所需的最低 CMake 版本
cmake_minimum_required(VERSION 3.12)

# 项目名称：使用 project() 命令设置项目的名称
project(MyProject)

# 将源文件添加到项目中
add_executable(myapp main.cpp)

举个例子

创建以下几个文件

add.c

#include <stdio.h>
#include "head.h"

int add(int a, int b)
{
    
    return a+b;
}

div.c

#include <stdio.h>
#include "head.h"

double divide(int a, int b)
{
    
    return (double)a/b;
}

head.h

#ifndef _HEAD_H
#define _HEAD_H
// 加法
int add(int a, int b);
// 减法
int subtract(int a, int b);
// 乘法
int multiply(int a, int b);
// 除法
double divide(int a, int b);
#endif

main.c

#include <stdio.h>
#include "head.h"

int main()
{
    
    int a = 20;
    int b = 12;
    printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
    printf("a + b = %d\n", add(a, b));
    printf("a - b = %d\n", subtract(a, b));
    printf("a * b = %d\n", multiply(a, b));
    printf("a / b = %f\n", divide(a, b));
    return 0;
}

head.h

#include <stdio.h>
#include "head.h"

int multiply(int a, int b)
{
    
    return a*b;
}

sub.c

#include <stdio.h>
#include "head.h"

// 你好
int subtract(int a, int b)
{
    
    return a-b;
}

建立相关文件并保存

在同一目录下新建一个 CMakeLists.txt 文件
输入下面内容并保存：

# 最小版本
cmake_minimum_required(VERSION 3.0)
# 工程名
project(Test)
# 将所有相关文件都添加进来，用于编译
add_executable(myapp add.c div.c main.c mult.c sub.c)

文件结构如下：

我们在当前文件下执行下面的操作：

1.建立一个文件夹，因为cmake之后会生成很多文件

mkdir bulid

2.进入到新建文件夹中

cd bulid

3.执行 cmake 生成 Makefile

cmake ..

cmake指令需要在和 CMakeLists.txt 文件同一个目录下执行，因此需要…

cmake之后我们发现在build文件夹下多了 Makefile 以及其他文件

4.执行 make 指令生成可执行文件

make

5.执行文件，测试是否编译成功

至此一个简单的 cmake 编译过程就结束了。

参考

[1] https://subingwen.cn/cmake/CMake-primer/?highlight=cmake