C++进阶3：Makefile入门

• 0、作用
• 1、Makefiile基本语法与执行
• • 1.1 示例
  • （1）编写Makefile
  • （2）编译
  • （3）清空
  • 1.2 构成
  • 1.3 格式
  • 1.4 说明：
• 2、Makefile多文件编译
• • 2.1 示例
  • （1）string.h
  • （2）string.cpp
  • （3）StringTest.cpp
  • （4）makefile
  • 2.2 说明
• 3、使用变量简化makefile
• • 3.1 示例
  • （1）makefile
  • 3.2 说明
• 4、命令自动推导
• • 4.1 示例
  • （1）makefile
  • （2）小知识
• 5、假想动作
• • 5.1 示例
  • （1）makefile
  • （2）常用假想目标
• 6、通配符与变量
• • 6.1 makefile
  • 6.2 说明
  • （1）通配符
  • （2）自动变量
  • （3）预定义变量
• 7、其他
• 8、总结
• 9、常见makefile的用法汇总

0、作用

Makefile文件告诉Make怎样编译和连接成一个程序。

1、Makefiile基本语法与执行

1.1 示例

编译一个单文件HelloWorld.cpp

（1）编写Makefile

HelloWorld : HelloWorld.cpp
  g++ HelloWorld.cpp -o HelloWorld
clean :
  rm HelloWorld

（2）编译

make

（3）清空

make clean

1.2 构成

Makefile主要由多条规则构成，每条规则由三部分构成：目标(target)、依赖(prerequiries)和命令(command)。

1.3 格式

按如下格式编写Makefile

目标(target): 依赖(prerequiries)...
  命令(command)

（1）目标(target)通常是要产生的文件的名称，目标的例子是可执行文件或OBJ文件。目标也可是一个执行的动作名称，诸如‘clean’(仅仅表达动作的目标称为假想目标)。
（2）依赖是用来输入从而产生目标的文件，一个目标经常有几个依赖。
（3）命令是Make执行的动作，一个规则可以含有几个命令，每个命令占一行。
注意：
每个命令行前面必须是一个Tab字符，即命令行第一个字符是Tab。这是不小心容易出错的地方。

1.4 说明：

（1）默认情况下，make最先执行第一条。
（2）使用make 目标名的方式，执行指定的规则。

2、Makefile多文件编译

2.1 示例

（1）string.h

#ifndef _STRING_H_
#define _STRING_H_
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string.h>
class String{
public:
    String(const char* cstr = NULL);
    String(const String& str);
    String& operator=(const String& str);
    ~String();
    char* c_str() const {
        return m_data;
    }
private:
    char* m_data;
};
ostream& operator<<(ostream& os, const String& str);
#endif // _STRING_H_

（2）string.cpp

#include "String.h"
String::String(const char* cstr /*= NULL*/) {
    if (cstr) {
        m_data = new char[strlen(cstr) + 1];
        strcpy(m_data, cstr);
    }
    else {
        m_data = new char[1];
        *m_data = '\0';
    }
}
String::String(const String& str) {
    m_data = new char[strlen(str.m_data) + 1];
    strcpy(m_data, str.m_data);
}
String& String::operator=(const String& str) {
    //检测是否自我赋值
    if (this == &str)
        return *this;
    delete [] m_data;
    m_data = new char[strlen(str.m_data) + 1];
    strcpy(m_data, str.m_data);
    return *this;
}
String::~String() {
    delete[] m_data;
}
ostream& operator<<(ostream& os, const String& str) {
    os << str.c_str();
    return os;
}

（3）StringTest.cpp

#include "String.h"
int main() {
    String s1;
    String s2("hello");
    String s3(s1);  //拷贝构造函数
    cout << s3 << endl;
    s3 = s2;    //拷贝赋值函数
    cout << s3 << endl;
    return 0;
}

（4）makefile

StringTest:StringTest.o String.o
  g++ -o StringTest StringTest.o String.o
StringTest.o:StringTest.cpp String.h
  g++ -c StringTest.cpp
String.o:String.cpp String.h
  g++ -c String.cpp
clean :
  rm StringTest StringTest.o String.o

2.2 说明

make执行规则之前，检查依赖是否存在或者是否最新的。如果不是则执行依赖对应的规则，创建或者更新依赖。

3、使用变量简化makefile

**优点：**每次增加新的文件，需要在nakefile的很多地方增加依赖，容易导致遗漏。可以使用变量可以简化，避免这种出错的可能。
变量定义：变量=字符串
变量使用：$(变量名)

3.1 示例

（1）makefile

OBJS = StringTest.o String.o

StringTest:$(OBJS)
  g++ -o StringTest $(OBJS)
StringTest.o:StringTest.cpp String.h
  g++ -c StringTest.cpp
String.o:String.cpp String.h
  g++ -c String.cpp
clean :
  rm StringTest $(OBJS)

在makefile文件中使用名为objects, OBJECTS, objs, OBJS, obj, 或 OBJ的变量代表所有OBJ文件已是约定成俗。

3.2 说明

变量是定义一个字符串，在多处替代该字符串使用。

4、命令自动推导

编译.o文件这类非常普遍并且常用，规则也比较简单

文件名.o:文件名.cpp 头文件
  g++ -c 文件名.cpp

make提供一种简化写法，可以自动推导出该规则

文件名.o:头文件

这种简化规则称为隐含规则，非简化规则成为具体规则。

4.1 示例

（1）makefile

OBJS = StringTest.o String.o

StringTest:$(OBJS)
  g++ -o StringTest $(OBJS)
StringTest.o:String.h
String.o:String.h

clean :
  rm StringTest $(OBJS)

（2）小知识

通常，规则按照目标进行分组。规则也可以按照依赖分组。例如，例子中String.o和StringTest.o都依赖String.h。那么，可以这两个合并到一个规则中。

OBJS = StringTest.o String.o

StringTest:$(OBJS)
 g++ -o StringTest $(OBJS)
StringTest.o String.o:String.h

clean :
 rm StringTest $(OBJS)

按照依赖分组规则可以减少规则数量，规则按照目标分组更符合我们日常思维习惯。

5、假想动作

表达动作的目标称为假想目标。通常规则会生成或者更新与目标的同名文件，但是假想目标不生成文件，只是作为几个命令组成特殊规则的名称。例如例子中的clean，只是执行清理动作。**如果，makefile同级目录存在与假象目标同名的文件(例如：clean)，那么会导致命令不会被执行。**所以需要把目标显示声明为假想目标。

5.1 示例

（1）makefile

OBJS = StringTest.o String.o

.PHONY: all clean

all:StringTest

StringTest:$(OBJS)
  g++ -o StringTest $(OBJS)
StringTest.o:String.h
String.o:String.h

clean :
  rm StringTest $(OBJS)

（2）常用假想目标

6、通配符与变量

编译.o文件可以写成更通用的方式，使用我们之前已经定义好的变量$(OBJS)，自动推导出需要生成的规则。

6.1 makefile

OBJS = StringTest.o String.o

.PHONY: all clean

all:StringTest

StringTest:$(OBJS)
  g++ -o StringTest $^
$(OBJS):%.o:%.cpp
  $(CXX) -c $(CXXFLAGS) $< -o $@

.PHONY: clean

clean :
  rm StringTest $(OBJS)

6.2 说明

（1）通配符

通配符主要用于匹配文件名，makefile中使用%作为通配符。从匹配目标格式的目标名中依据通配符抽取部分字符串，再按照抽取字符串分配到每一个依赖格式中产生依赖名。例如，使用%.o:%.cpp。

（2）自动变量

自动变量是在规则每次执行时都基于目标和依赖产生新值的变量。下面是常用的自动变量。

（3）预定义变量

预定义变量是makefile已经定义好的变量，用户可以在makefile文件中改变变量的值。
程序名变量

程序运行参数的变量

7、其他

注释#
换行
回显命令@echo

8、总结

9、常见makefile的用法汇总

#规则：（命令构成的一组操作）
#默认只执行第一条规则 
#若想执行其他规则，make+命令名字
#目标：依赖
#	命令
#
#g++ overload.o Test.o

#只执行第一条规则，然后先找依赖在下面存在不存在，如果存在，先执行依赖，再执行第一条，依赖是串联规则执行的条件
#表示前面的TARGET,$^表示前面的OBJECTS,$<表示第一个依赖。

#前面的总的定义
TARGET=Test  #生成的文件名
OBJECTS = overload.o\
		  Test.o#变量做替换的
#CXX=clang  CXX可以改成其他的编程方式，例如gcc等等
CXXFLAGS=-g #可以变成调试版本的
.PHONY: clean
#虚假目标，用来无视其他干扰，只执行makefile里面的命令
#第一条规则，也是总的规则
all:$(TARGET)
$(TARGET):$(OBJECTS)
	@echo 生成可执行文件$(TARGET)
	$(CXX) $(CXXFLAGS) $^ -o $@

# overload.o:overload.cpp
# 	$(CXX) $(CXXFLAGS) -c $<

# Test.o:Test.cpp
#  	$(CXX) $(CXXFLAGS) -c $<

#%表示通配符
#通配符推导
$(OBJECTS):%.o:%.cpp
	$(CXX) $(CXXFLAGS) -c $<

clean:
	@echo 清空文件
	$(RM) Test *.o