现代CMake教程

C++的复杂系统构建几乎都要用到CMake,虽然国内已有不少关于CMake的教程，但是很多缺少专业性，不够严谨，所以我们需要一个现代的、准确的CMake教程。

项目目前正在开发中github仓库

cmake

什么是CMake？

CMake 是一个跨平台的开源构建系统生成器(也称为元构建工具)，它能够为其他构建工具（如 Visual Studio、Make、Ninja、Xcode）生成配置文件（例如 project.sln、build.ninja、Makefile）
CMake 的特色功能包括：

  • 跨平台支持：可以在不同的操作系统和编译器之间无缝切换。
  • Target-centric approach(以目标为中心)：能够自动检测文件间的依赖关系，减少手动操作。
  • 多种构建系统支持：支持生成 Visual Studio、Make、Ninja 等多种构建工具的配置文件。
  • 跨平台安装：使用相同的命令集，可以在 Linux、Windows 和 Mac 上安装软件包。
  • 支持调试CMake代码(Visual Studio、VScode):第三方工具

本质上，构建系统的任务是将源代码文件（如 .cpp）转换为可执行的二进制文件（如 .exe、.lib、.dll）。 public/Single_Source_Build.png

为什么不直接使用编译器？

最简单的方法是直接通过命令行调用编译器，如 gcc、cl.exe、clang++ 等工具。但是，当代码库变得复杂时，仅靠命令行不够用了。

单文件编译

对于单个文件的编译，只需一条命令：

g++ -o main.exe main.cpp

多文件编译

当涉及多个源文件时，命令行更复杂：:

# examples/step1
$ tree
├── foo.cpp
├── foo.h
├── main.cpp
$ g++ -o foo.o -c foo.cpp
$ g++ -o main.o -c main.cpp 
$ g++ -o step1 main.o foo.o
$ ./step1 
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此外，如果需要同时构建 Debug 和 Release 版本，或者链接外部库，命令行的复杂度将迅速提升，效率也会大大降低。

概念解释

构建与构建系统(buildsystem):

简单来说，软件开发中的构建是将源代码文件“翻译”为可执行二进制代码文件的过程；而构建系统是一组用于辅助和自动化构建过程的软件工具集合。
以下是常见的构建系统:

Ninja build system
cmake-buildsystem
bazel.build
Make、Maven 和 Gradle

元构建系统(metabuildsystem):

元构建系统即一个生成其他构建系统的构建系统。如:GYP(Generate Your Projects)

CMake与构建系统关系

构建系统：将开发者写的的源代码转换为可供机器读取的二进制文件。 例如:构建系统可以是make和项目的Makefile(也可以是IDE的项目文件)组合成的项目文件。 CMake通过generator这一后端生成适用于每个机器的构建系统。 生成构建系统需要三个要素： Source Tree(源代码目录):包含源代码的项目顶级目录，从名为CMakeLists.txt文件开始。 Build Tree(构建树目录)：存储构建系统的顶级目录，CMake会生成有CMakeCache.txt来为该目录标记并存储构建信息。(CMake支持将Build Tree置于Source Tree内(源内构建)，但不鼓励这样做) 生成器: 进行CMake配置时使用 -G 选项来指定生成器(或者不写，保持默认)

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