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 CMake是开源、跨平台的构建工具，可以让我们通过 编写简单的配置文件 去生成 本地的 Makefile，这个配置文件是 独立于运行平台和编译器 的，这样就不用亲自去编写 Makefile 了，而且配置文件可以直接拿到其它平台上使用，无需修改，非常方便。
 这里主要讲述在 Linux 下如何使用 CMake 来编译我们的程序。

一、CMake 环境搭建

 Ubuntu 下安装 CMake 的命令如下

sudo apt install cmake// 安装完成后可以输入下面代码查看
cmake -version

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二、简单入门

1. 项目结构 与 示例源码

|
|——CMakeLists.txt
|——main.cpp

// main.cpp
#include <iostream>int main()
{std::cout << "Hello World" << std::endl;return 0;
}

// CMakeLists.txt
cmake_minimum_required (VERSION 2.8)project (demo)add_executable(main main.cpp)

2. 运行查看

 在终端下切到 main.cpp 所在的目录下，然后输入以下命令运行 cmake：

cmake .

 此时，建议留意一下这个文件夹下多生成的文件都有哪些。可以看到成功生成了 Makefile，还有一些 cmake 运行时自动生成的文件。

3. 然后在终端下输入 make

make

 可以看到执行 cmake 生成的 Makefile 可以显示进度，并带颜色。再看下目录下的文件可以看到我们需要的 可执行文件 main 也成功生成了！

4. 然后运行 main

./main

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三、编译多个源文件 (同一目录下 简单版)

1. 项目结构 与 示例源码

|
|——CMakeLists.txt
|——main.cpp
|——testFunc.cpp
|——testFunc.h

 基本方法就是，在 add_executable 的参数里把 testFunc.c 加进来，值得在意的是，只要加 .cpp 文件，即源文件，即可。

// testFunc.h#ifndef _TEST_FUNC_H_
#define _TEST_FUNC_H_void func(int data);#endif

// testFunc.cpp#include <iostream>
#include "testFunc.h"void func(int data)
{std::cout << "data is " << data << std::endl;
}

// main.cpp#include <iostream>
#include "testFunc.h"int main()
{func(100);return 0;
}

// CMakeLists.txt
cmake_minimum_required (VERSION 2.8)project (demo)add_executable(main main.cpp testFunc.cpp)

2. 运行查看

cmake .
make
./main

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四、编译多个源文件 (同一目录下 复杂版)

1. 新指令 aux_source_directory

 可以类推，如果在 同一目录下 有 多个源文件，那么只要在 add_executable 里把 所有源文件都添加进去 就可以了。
 但是如果有一百个源文件，再这样做就有点坑了，无法体现 cmake 的优越性。因此 cmake 提供了一个命令可以 把指定目录下所有的源文件存储在一个变量中 ，这个命令就是：

aux_source_directory(dir var)

• dir 就是指定目录的路径，一般是相对路径，当前路径 ./ 指的是 CMakeLists.txt 所在的目录。
• var 就是变量。

2. 项目结构 与 示例源码

|
|——CMakeLists.txt
|——main.cpp
|——testFunc1.cpp
|——testFunc1.h
|——testFunc.cpp
|——testFunc.h

// testFunc.h#ifndef _TEST_FUNC_H_
#define _TEST_FUNC_H_void func(int data);#endif

// testFunc.cpp#include <iostream>
#include "testFunc.h"void func(int data)
{std::cout << "data is " << data << std::endl;
}

//testFunc1.h#ifndef _TEST_FUNK_H_
#define _TEST_FUNC1_H_void func1(int data);#endif

// testFunc1.cpp#include <iostream>
#include "testFunc1.h"void func1(int data)
{std::cout << "data is " << data << std::endl;
}

// main.cpp#include <iostream>
#include "testFunc.h"
#include "testFunc1.h"int main()
{func(100);func1(200);return 0;
}

// CMakeLists.txt
cmake_minimum_required (VERSION 2.8)project (demo)aux_source_directory(. SRC_LIST)add_executable(main ${SRC_LIST})

3. 运行查看

cmake .
make
./main

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五、编译多个源文件 (不同目录下)

 一般来说，当程序文件比较多时，我们会进行分类管理，把代码根据功能放在不同的目录下，这样方便查找。那么这种情况下如何编写 CMakeLists.txt 呢？

1. 新指令 include_directories

 是 CMake 中用来 指定 头文件搜索路径 的命令，路径之间用空格分隔。语法格式为：

include_directories([AFTER|BEFORE] [SYSTEM] dir1 dir2 ...)

参数	含义
dir1 dir2 ...	要添加的头文件路径（可以是 对于 CMakeLists.txt的相对路径 或 绝对路径）
BEFORE	将路径添加到搜索路径的前面（优先查找）
AFTER	将路径添加到搜索路径的末尾（默认行为）
SYSTEM	标记为系统路径（可避免显示头文件警告）

 因为 main.cpp 里 include 了 testFunc.h 和 testFunc1.h，如果没有这个命令来指定头文件所在位置，就会无法编译。当然，也可以在 main.cpp 里使用 include 来指定路径，如下

#include "test_func/testFunc.h"
#include "test_func1/testFunc1.h"

 一切以 main.cpp 的位置为起点。另外，我们使用了 2 次 aux_source_directory，因为源文件分布在 2 个 目录下，所以添加 2 次。

2. 项目结构 与 示例源码

|
|—CMakeLists.txt
|—main.cpp
|—test_func
|  |—testFunc.cpp
|  |—testFunc.h
|—test_func1|—testFunc1.cpp|—testFunc1.h

CMakeLists.txt 一定要和 main.cpp 在同一目录下。
 把之前的 testFunc.cpp 和 testFunc.h 放到 test_func 目录下，testFunc1.cpp 和 testFunc1.h 则放到 test_func1 目录下。然后写 CMakeLists.txt 文件，其中，CMakeLists.txt 和 main.cpp 在同一目录下，内容修改成如下所示：

// CMakeLists.txt
cmake_minimum_required (VERSION 2.8)project (demo)include_directories (./test_func ./test_func1)aux_source_directory (test_func SRC_LIST)
aux_source_directory (test_func1 SRC_LIST1)add_executable (main main.cpp ${SRC_LIST} ${SRC_LIST1})

3. 运行查看

cmake .
make
./main

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六、项目级的组织结构

 正规一点来说，一般会把 源文件 放到 src 目录下，把 头文件 放入到 include 文件下，生成的对象文件 放入到 build 目录下，最终输出的 可执行程序文件 会放到 bin 目录下，这样整个结构更加清晰。

1. 新指令 add_subdirectory

 ass_subdirectory() 是 CMake 中用于 添加子目录 的指令，它的作用是：将某个子目录 (包含 CMakeLists.txt) 纳入当前项目的构建系统，并构建该子目录中的源文件、目标文件等内容。
 基本语法如下：

add_subdirectory(<source_dir> [binary_dir] [EXCLUDE_FROM_ALL])

• source_dir (必选)：
  要添加的子目录路径 (相对于当前 CMakeLists.txt 文件的位置)。
  如果子目录再次包含的 CMakeLists.txt，则将继续处理里层的 CMakeLists.txt，否则就继续处理当前源代码。
• binary_dir (可选)：
  构建该子目录时，生成 中间文件 的地方 (通常是 build 的临时目录)。
  如果不指定，默认 等于 source_dir。
• EXCLUDE_FROM_ALL (可选)：
  表示这个目录中的目标不会被默认加入 all 目标（即不会被 make 默认构建）。

 根据上面的说明，特别是对 source_dir 的说明可以知道，实际上该指令告诉 CMake：进入这个子目录，处理该目录中的 CMakeLists.txt 文件，像处理主目录一样继续处理构建逻辑。这是一个 递归逻辑。

2. 项目结构 与 示例源码

|
|—bin
|—build
|—CMakeLists.txt
|—include
| |—testFunc1.h
| |—testFunc.h
|—src|—CMakeLists.txt|—main.cpp|—testFunc1.cpp|—testFunc.cpp

 testFunc.h 、testFunc.cpp、testFunc1.h、testFunc1.cpp 和 main.cpp 的内容不变，需要修改 CMakeLists.txt：

//CMakeLists.txt
cmake_minimum_required (VERSION 2.8)project (demo)add_subdirectory (src)

 这里指定 src 目录下存放了源文件，当执行 cmake 时，就会进入 src 目录下去找 src 目录下的 CMakeLists.txt，所以在 src 目录下也建立一个 CMakeLists.txt，内容如下：

// src/CMakeLists.txt
aux_source_directory (. SRC_LIST)include_directories (../include)add_executable (main ${SRC_LIST})set (EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/bin)

3. 新指令 set

 在 CMake 中，set() 是用于 定义变量 或 修改变量值 的命令。其基本语法如下：

set(<variable> <value>... [PARENT_SCOPE | CACHE <type> <docstring> [FORCE]])

参数	说明
<variable>	要定义的变量名
<value>...	要赋的值，可以是单个字符串，也可以是多个，表示一个“CMake 列表”
PARENT_SCOPE	将变量值赋给上一层作用域（例如在函数或子目录中向上传递）
CACHE	将变量保存到 CMake 缓存中（供 cmake-gui 或其他模块使用）
FORCE	强制更新缓存中的已有值

 接下来解析一下 set (EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/bin) 的含义：

• 将变量 EXECUTABLE_OUTPUT_PATH 设置为 ${PROJECT_SOURCE_DIR}/bin。
• EXECUTABLE_OUTPUT_PATH 是一个 CMake 内置变量，表示 所有可执行文件 (add_executable 产生的) 要放到哪个目录。
• PROJECT_SOURCE_DIR 是一个 CMake 内置变量，表示 主 CMakeLists.txt 所在的目录，即 项目根目录。
• /bin 表示你希望所有可执行文件最终输出到 项目根目录下的 bin 文件夹 中。

整个语句的含义就是，“把构建出来的可执行文件统一放到项目根目录下的 bin/ 目录中”。

4. 运行查看

cd build
cmake ..
make

这里解释一下为什么在build目录下运行cmake？
 还记得在第一个例子里cmake和make之后会生成很多文件，但是跟我们的运行并没有什么关系，因此，如果能把编译隔离在某个文件夹，这样cmake的时候所有的中间文件都将在这个目录下生成，删除的时候也很好删除，非常方便。
 如果不这样做，cmake运行时生成的附带文件就会跟源码文件混在一起，这样会对程序的目录结构造成污染。

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七、动态库和静态库的编译控制

 有时 只需要编译 出 动态库 和 静态库，然后 等着让其它程序去使用。让我们看下这种情况该如何使用 cmake。

1. 生成库文件

1.1 新指令 add_library

 在 CMake 中，add_library() 用于 创建一个 库目标 (library target)，可以是：

• 静态库 (Static Library)：.a 或 .lib 文件
• 动态库 (Shared Library / 共享库)：.so 或 .dll 文件
• 模块库 (Module Library)：动态加载的插件 .so/.dll

这些库可以被其他目标（如可执行文件或其他库）链接使用。

 其基本语法格式为：

add_library(<name> [STATIC | SHARED | MODULE | OBJECT | INTERFACE] [EXCLUDE_FROM_ALL] source1 source2 ...)

参数	说明
<name>	创建的库的名字（供 target_link_libraries() 使用）
STATIC	静态库（默认类型）
SHARED	共享库（动态库）
MODULE	模块库（插件库）
OBJECT	对象库（仅编译 .o 文件，不链接）
INTERFACE	接口库（无源码，仅用于头文件和依赖传播）
EXCLUDE_FROM_ALL	不在默认构建目标中构建
source1 source2 ...	指定生成库的源文件

1.2 新指令 set_target_properties

 set_target_properties() 是 CMake 用来 设置构建目标 (target) 的一些属性 的指令，如 输出路径、编译选项、版本号、命名规则、是否是可导出库 等。下面的示例中该语句的作用是 设置最终生成的库的名称，还有其它功能，如设置库的版本号等。

 其基本语法是：

set_target_properties(<target1> <target2> ... PROPERTIES <prop1> <value1> <prop2> <value2> ...)

参数	说明
<target1> <target2> ...	一个或多个目标（可执行、库等）
PROPERTIES <prop1> <value1> <prop2> <value2> ...	列出要设置的属性名与对应的值

 常见属性及作用

属性名	作用	示例值
RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY	可执行文件输出目录	${CMAKE_BINARY_DIR}/bin
LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY	动态库 .so/.dll 输出目录	${CMAKE_BINARY_DIR}/lib
ARCHIVE_OUTPUT_DIRECTORY	静态库 .a/.lib 输出目录	${CMAKE_BINARY_DIR}/lib
OUTPUT_NAME	最终目标名称（自定义输出文件名）	mylib_custom
VERSION	库版本号（一般用于共享库）	1.2.3
SOVERSION	库的 API 版本（与 VERSION 搭配使用）	1
POSITION_INDEPENDENT_CODE	是否编译为位置无关代码（PIC），通常用于构建共享库	ON / OFF
LINKER_LANGUAGE	指定链接语言（通常自动推断）	CXX、C

1.3 项目结构 与 示例源码

|
|—build
|—CMakeLists.txt
|—lib
|—testFunc|—testFunc.cpp|—testFunc.h

 我们会在 build 目录下运行 cmake，并把生成的库文件存放到 lib 目录下。

// CMakeLists.txt
cmake_minimum_required (VERSION 3.5)project (demo)set (SRC_LIST ${PROJECT_SOURCE_DIR}/testFunc/testFunc.cpp)add_library (testFunc_shared SHARED ${SRC_LIST})
add_library (testFunc_static STATIC ${SRC_LIST})set_target_properties (testFunc_shared PROPERTIES OUTPUT_NAME "testFunc")
set_target_properties (testFunc_static PROPERTIES OUTPUT_NAME "testFunc")set (LIBRARY_OUTPUT_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/lib)

• LIBRARY_OUTPUT_PATH 是一个 CMake 内置变量，表示 库文件的 默认输出路径，这里设置为工程目录下的 lib 目录。

使用 set_target_properties 重新定义了库的输出名称，如果不使用 set_target_properties 也可以，那么库的名称就是 add_library 里定义的名称，只是连续2次使用 add_library 指定库名称时（第一个参数），这个名称不能相同，而 set_target_properties 可以把名称设置为相同，只是最终生成的库文件后缀不同（一个是 .so，一个是 .a），这样相对来说会好看点。

1.4 运行查看

cd build/
cmake ..
make
cd ../lib/
ls

 然后输出如下图所示，.a 是静态库，.so 是动态库：

2. 链接库文件

 既然我们已经生成了库，那么就进行链接测试下。

2.1 新指令 find_library

 find_library() 是 CMake 用来 查找本地或系统中已存在的库文件，如 .so、.a、.lib，的命令。它常用于 查找系统预装库或第三方安装库的位置，并 将路径保存到变量 中以供 target_link_libraries() 使用。
 其基本语法如下：

find_library(<VAR> name1 [name2 ...][PATHS path1 path2 ...][HINTS hint1 hint2 ...][PATH_SUFFIXES suffix1 suffix2 ...][DOC "description"][NO_DEFAULT_PATH | NO_CMAKE_PATH | NO_SYSTEM_ENVIRONMENT_PATH | ...])

参数	含义
<VAR>	用来 保存搜索结果 的变量名
name1 name2 ...	要查找的库名（不包含前缀 lib 和扩展名 .so/.a/.lib）
PATHS	指定搜索路径
HINTS	提示路径（比 PATHS 更优先）
PATH_SUFFIXES	搜索路径的后缀，比如 lib, lib64
DOC	文档说明，主要用于 cmake-gui 中的说明
NO_DEFAULT_PATH	禁用默认搜索路径（更严格控制搜索位置）
NO_CMAKE_PATH	禁用 CMAKE_INSTALL_PREFIX/lib 等路径
NO_SYSTEM_ENVIRONMENT_PATH	禁用系统环境变量路径搜索

2.2 新指令 target_link_libraries

 target_link_libraries在 CMake 中用于 指定某个 target 需要链接的库文件。它是现代 CMake 推荐的做法，因为它能很好地控制依赖关系，支持作用域 (PUBLIC/PRIVATE/INTERFACE)。
 其基本语法如下：

target_link_libraries(<target> [<scope>] <lib1> <lib2> ...)

参数	说明
<target>	需要链接库的目标（可执行文件或库）
<scope>	可选，作用域关键字（PUBLIC / PRIVATE / INTERFACE）
<lib1> <lib2> ...	需要链接的库，可以是 库名、变量 或 路径

 作用域的含义：

作用域	含义
PRIVATE	仅 target 需要 lib，但不会影响其他依赖它的 target。
PUBLIC	target 需要 lib，依赖 target 的其他 target 也需要 lib。
INTERFACE	target 不需要 lib，但依赖 target 的其他 target 也需要 lib。

2.3 项目结构 与 示例源码

 重新建一个工程目录，然后把上节生成的库 拷贝 过来，然后在在工程目录下新建 src 目录和 bin 目录，在 src 目录下添加一个 main.cpp，整体结构如下：

|
|—bin
|—build
|—CMakeLists.txt
|—src
| |—main.cpp
|—testFunc|—inc| |—testFunc.h|—lib|—libtestFunc.a|—libtestFunc.so

// main.cpp
#include <iostream>
#include "testFunc.h"int main()
{func(100);return 0;
}

// CMakeList.cpp
cmake_minimum_required (VERSION 3.5)project (demo)set (EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/bin)set (SRC_LIST ${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/main.c)# find testFunc.h
include_directories (${PROJECT_SOURCE_DIR}/testFunc/inc)find_library(TESTFUNC_LIB testFunc HINTS ${PROJECT_SOURCE_DIR}/testFunc/lib)add_executable (main ${SRC_LIST})target_link_libraries (main ${TESTFUNC_LIB})

2.4 运行查看

cd build/
cmake ..
make
cd ../bin/
./main

输出如下图所示：

在 lib 目录下有 testFunc 的静态库和动态库，find_library(TESTFUNC_LIB testFunc… 默认 是查找 动态库。
如果想直接指定使用动态库还是静态库，可以写成 find_library(TESTFUNC_LIB libtestFunc.so … 或者 find_library(TESTFUNC_LIB libtestFunc.a …。