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CMake 是一个跨平台的自动化构建系统，用于管理软件构建过程。它使用独立于编译器的配置文件（CMakeLists.txt）来定义构建规则，然后生成对应平台的本地构建文件（如 Makefile、Visual Studio 项目等）。

核心特性

1.跨平台支持

• Windows: 生成 Visual Studio 项目
• Linux/Unix: 生成 Makefile
• macOS: 生成 Xcode 项目
• 其他：Ninja、MinGW 等

2.主要功能模块

• CMake: 核心配置和生成工具
• CTest: 测试驱动工具
• CPack: 打包工具

基本工作流程

编写 CMakeLists.txt → cmake 配置（生成构建系统文件） → 原生构建工具编译（如 make/ninja/msbuild）

简单示例

# CMakeLists.txt 最小示例 cmake_minimum_required(VERSION 3.10) project(MyProject VERSION 1.0) add_executable(myapp main.cpp)

关键概念

目标（Targets）

# 创建可执行文件 add_executable(myapp main.cpp) # 创建库 add_library(mylib STATIC lib.cpp) # 静态库 add_library(mylib SHARED lib.cpp) # 动态库 add_library(mylib INTERFACE) # 接口库（仅头文件库）

变量

# 设置变量 set(MY_VARIABLE "value") # 缓存变量（可在 GUI 中修改） set(USE_FEATURE ON CACHE BOOL "启用特性") # 环境变量 set(ENV{PATH} "/usr/local/bin:$ENV{PATH}") # 预定义变量 message("项目源目录: ${CMAKE_SOURCE_DIR}") message("构建目录: ${CMAKE_BINARY_DIR}")

条件判断

if(WIN32) message("Windows 平台") elseif(APPLE) message("macOS 平台") elseif(UNIX) message("Linux/Unix 平台") endif() if(CMAKE_BUILD_TYPE STREQUAL "Debug") set(DEBUG_FLAGS "-g -O0") endif()

循环

# foreach 循环 foreach(item IN ITEMS a b c) message("项目: ${item}") endforeach() # 遍历文件列表 file(GLOB SOURCE_FILES "src/*.cpp") foreach(src_file IN LISTS SOURCE_FILES) message("源文件: ${src_file}") endforeach()

现代 CMake 最佳实践

1.使用目标属性而非全局设置

# 推荐做法（现代 CMake） add_library(mylib src/lib.cpp) target_include_directories(mylib PUBLIC $<BUILD_INTERFACE:${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/include> $<INSTALL_INTERFACE:include> ) target_compile_features(mylib PUBLIC cxx_std_17) target_link_libraries(mylib PUBLIC Threads::Threads) # 避免使用（传统方式） include_directories(include) # 不推荐 link_directories(lib) # 不推荐

2.依赖管理

# 查找系统库 find_package(OpenCV REQUIRED COMPONENTS core imgproc) # 使用 FetchContent 获取外部项目 include(FetchContent) FetchContent_Declare( googletest GIT_REPOSITORY https://github.com/google/googletest.git GIT_TAG release-1.11.0 ) FetchContent_MakeAvailable(googletest) # 链接库 target_link_libraries(myapp PRIVATE OpenCV::opencv GTest::gtest)

常用命令速查

项目配置命令

cmake_minimum_required(VERSION 3.10) # 指定 CMake 最低版本 project(MyProject # 定义项目 VERSION 1.0.0 DESCRIPTION "我的项目" LANGUAGES C CXX ) # 设置 C++ 标准 set(CMAKE_CXX_STANDARD 17) set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON) set(CMAKE_CXX_EXTENSIONS OFF)

文件操作命令

# 收集源文件 file(GLOB SOURCES "src/*.cpp" "src/*.c") file(GLOB_RECURSE ALL_SOURCES "src/**/*.cpp") # 复制文件 configure_file(config.h.in config.h) # 配置头文件 file(COPY data/ DESTINATION ${CMAKE_BINARY_DIR}/data)

测试支持

enable_testing() # 启用测试 add_test( NAME MyTest COMMAND mytest_exe arg1 arg2 ) # 添加测试用例 include(CTest) add_test(NAME FeatureTest COMMAND myapp --test-feature)

典型项目结构

myproject/ ├── CMakeLists.txt # 根 CMake 文件 ├── README.md ├── LICENSE ├── cmake/ # CMake 模块文件 │ ├── FindMyLib.cmake │ └── Config.cmake.in ├── include/ # 公共头文件 │ └── myproject/ │ └── mylib.h ├── src/ # 源代码 │ ├── CMakeLists.txt │ ├── main.cpp │ └── mylib.cpp ├── tests/ # 测试代码 │ ├── CMakeLists.txt │ └── test_mylib.cpp ├── examples/ # 示例代码 │ ├── CMakeLists.txt │ └── example1.cpp └── external/ # 外部依赖（可选） └── CMakeLists.txt

构建步骤示例

# 1. 创建构建目录并进入mkdirbuild&&cdbuild# 2. 配置项目（生成构建文件）cmake..-DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DUSE_FEATURE=ON# 3. 编译项目cmake --build.--config Release# 4. 运行测试ctest -C Release --verbose# 5. 安装（可选）cmake --install.--prefix /usr/local

CMake 的优势

1. 真正的跨平台：同一配置支持 Windows、Linux、macOS 等
2. 构建系统生成器：不直接构建，而是生成 Makefile、.sln 等
3. 依赖管理：强大的 find_package 和现代 FetchContent
4. 模块化：支持大型项目的模块化组织
5. IDE 集成：与 VS、CLion、VS Code 等完美集成
6. 活跃社区：丰富的第三方模块和文档

学习路径建议

1. 初级阶段：掌握基本语法，创建简单可执行文件
2. 中级阶段：学习库的创建和链接，理解 PUBLIC/PRIVATE/INTERFACE
3. 高级阶段：掌握安装和打包，编写 Find 模块，使用生成器表达式
4. 专家阶段：深入理解 CMake 内部机制，编写复杂项目配置

常用生成器表达式

# 条件表达式 target_compile_definitions(mylib PRIVATE $<$<CONFIG:Debug>:DEBUG_MODE=1> $<$<PLATFORM_ID:Windows>:WINDOWS_PLATFORM> ) # 安装路径相关 $<INSTALL_INTERFACE:include> # 安装时的接口路径 $<BUILD_INTERFACE:${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/include> # 构建时的接口路径

调试 CMake

# 打印变量值 message(STATUS "CMAKE_VERSION: ${CMAKE_VERSION}") message(DEBUG "调试信息") # 变量追踪 variable_watch(CMAKE_PREFIX_PATH) # 打印所有变量 get_cmake_property(vars VARIABLES) foreach(var ${vars}) message("${var} = ${${var}}") endforeach()

提示：CMake 3.0+ 版本引入了现代 CMake 概念，建议使用 CMake 3.10 或更高版本开始新项目，并遵循基于目标的编程模式。