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set()是 CMake 中最基本、最常用的命令之一，用于设置、修改或取消设置变量。理解set()的用法是掌握 CMake 的关键。

基本语法

1.设置普通变量

set(<variable> <value>... [PARENT_SCOPE])

2.设置缓存变量

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

3.设置环境变量

set(ENV{<variable>} [<value>])

参数详解

普通变量设置

基本用法

# 设置单个值 set(MY_VARIABLE "Hello World") # 设置多个值（列表） set(MY_LIST "item1" "item2" "item3") # 设置空值 set(EMPTY_VARIABLE "") set(UNDEFINED_VARIABLE) # 无值参数

PARENT_SCOPE参数

• 将变量设置到父作用域
• 用于从函数或子目录向父作用域返回值

function(my_function) set(RESULT "function result" PARENT_SCOPE) set(LOCAL_VAR "local") # 只在函数内有效 endfunction() my_function() message("${RESULT}") # 输出: function result message("${LOCAL_VAR}") # 输出: 空（未定义）

缓存变量设置

语法详解

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

缓存类型 (<type>)

示例

# 布尔型缓存变量 set(BUILD_TESTS ON CACHE BOOL "是否构建测试") # 字符串型缓存变量 set(INSTALL_PREFIX "/usr/local" CACHE PATH "安装前缀") # 文件路径型缓存变量 set(CONFIG_FILE "${CMAKE_SOURCE_DIR}/config.ini" CACHE FILEPATH "配置文件路径") # 带默认值的选项 set(CMAKE_BUILD_TYPE "Debug" CACHE STRING "构建类型") set_property(CACHE CMAKE_BUILD_TYPE PROPERTY STRINGS "Debug" "Release" "RelWithDebInfo" "MinSizeRel")

FORCE参数

• 强制覆盖已有的缓存变量
• 慎用，通常只在需要强制设置时使用

# 如果没有设置过，则设置；如果已设置，保持原值 set(MY_OPTION "default" CACHE STRING "我的选项") # 强制覆盖，无论之前是否设置 set(MY_OPTION "new_value" CACHE STRING "我的选项" FORCE)

环境变量设置

# 设置环境变量 set(ENV{PATH} "/usr/local/bin:$ENV{PATH}") # 获取环境变量 message("PATH: $ENV{PATH}") # 清空环境变量 set(ENV{DEBUG_FLAGS}) # 设置为空

变量作用域详解

1.目录作用域

• 在当前目录及子目录中有效
• 子目录可以覆盖父目录的变量

# 父目录 CMakeLists.txt set(MY_VAR "parent_value") add_subdirectory(subdir) # subdir/CMakeLists.txt message("子目录中: ${MY_VAR}") # 输出: parent_value set(MY_VAR "child_value") # 覆盖父目录的值 message("修改后: ${MY_VAR}") # 输出: child_value

2.函数作用域

• 只在函数内部有效
• 需要使用PARENT_SCOPE向外传递

function(test_function) set(LOCAL_VAR "inside_function") set(OUTPUT_VAR "result" PARENT_SCOPE) endfunction() test_function() message("${LOCAL_VAR}") # 空（未定义） message("${OUTPUT_VAR}") # result

3.缓存作用域

• 全局有效，跨目录和函数
• 持久化存储在CMakeCache.txt中

4.环境变量作用域

• 进程级别，影响整个 CMake 运行过程
• 不持久化

列表操作

创建和访问列表

# 创建列表 set(MY_LIST a b c d e) # 访问元素 list(GET MY_LIST 0 FIRST_ITEM) # a list(GET MY_LIST -1 LAST_ITEM) # e（负索引从末尾开始） # 列表长度 list(LENGTH MY_LIST LIST_LENGTH) # 5

修改列表

set(MY_LIST "apple" "banana") # 追加元素 list(APPEND MY_LIST "cherry") # apple;banana;cherry # 插入元素 list(INSERT MY_LIST 1 "orange") # apple;orange;banana;cherry # 移除元素 list(REMOVE_ITEM MY_LIST "banana") # apple;orange;cherry list(REMOVE_AT MY_LIST 0) # orange;cherry # 排序 list(SORT MY_LIST) # cherry;orange

查找和过滤

set(NUMBERS "1;5;3;8;2") # 查找元素 list(FIND NUMBERS "3" INDEX) # INDEX = 2 # 过滤 list(FILTER NUMBERS INCLUDE REGEX "^[0-9]$") # 1;5;3;8;2 list(FILTER NUMBERS EXCLUDE REGEX "[0-9]") # 空

字符串操作

基本字符串设置

# 简单字符串 set(MESSAGE "Hello World") # 多行字符串 set(MULTILINE "第一行 第二行 第三行") # 包含特殊字符 set(PATH_STR "C:\\Program Files\\MyApp") set(QUOTED_STR "\"包含引号的字符串\"")

字符串操作函数

set(STR "Hello CMake World") # 子字符串 string(SUBSTRING "${STR}" 6 5 RESULT) # CMake # 查找和替换 string(FIND "${STR}" "CMake" POS) # POS = 6 string(REPLACE "CMake" "Make" NEW_STR "${STR}") # Hello Make World # 大小写转换 string(TOUPPER "${STR}" UPPER_STR) # HELLO CMAKE WORLD string(TOLOWER "${STR}" LOWER_STR) # hello cmake world # 去空格 set(STR_WITH_SPACES " hello ") string(STRIP "${STR_WITH_SPACES}" STRIPPED) # hello # 正则表达式匹配 string(REGEX MATCH "C[a-z]+" MATCHED "${STR}") # CMake

实用技巧和模式

1.条件设置

# 根据条件设置不同的值 if(WIN32) set(LIBRARY_EXTENSION ".dll") set(EXECUTABLE_EXTENSION ".exe") elseif(APPLE) set(LIBRARY_EXTENSION ".dylib") else() set(LIBRARY_EXTENSION ".so") endif()

2.默认值模式

# 如果变量未定义，则设置默认值 if(NOT DEFINED INSTALL_PREFIX) set(INSTALL_PREFIX "/usr/local") endif() # 简写形式（CMake 3.13+） set(INSTALL_PREFIX "$ENV{HOME}/.local" CACHE PATH "安装前缀")

3.累积选项

# 允许用户添加选项而不覆盖 set(MY_OPTIONS "" CACHE STRING "附加选项") # 在脚本中添加 set(MY_OPTIONS "${MY_OPTIONS} -Wall -Wextra") # 用户可以在配置时添加更多选项 # cmake .. -DMY_OPTIONS="-O2 -march=native"

4.配置相关设置

# 根据构建类型设置不同的标志 set(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG "-g -O0 -DDEBUG") set(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE "-O3 -DNDEBUG") set(CMAKE_CXX_FLAGS_RELWITHDEBINFO "-O2 -g -DNDEBUG") set(CMAKE_CXX_FLAGS_MINSIZEREL "-Os -DNDEBUG")

5.生成器表达式

# 使用生成器表达式进行条件设置 target_compile_definitions(myapp PRIVATE $<$<CONFIG:Debug>:DEBUG_MODE=1> $<$<CXX_COMPILER_ID:MSVC>:_CRT_SECURE_NO_WARNINGS> ) # 设置不同的安装路径 set(CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY_DEBUG "${CMAKE_BINARY_DIR}/Debug/bin") set(CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY_RELEASE "${CMAKE_BINARY_DIR}/Release/bin")

缓存变量的高级用法

1.选项（Options）的简写

# option() 实际上是 set() 的包装 option(ENABLE_FEATURE_X "启用 X 特性" ON) # 等价于： set(ENABLE_FEATURE_X ON CACHE BOOL "启用 X 特性")

2.依赖选项

# 选项之间的依赖关系 set(USE_OPENGL OFF CACHE BOOL "使用 OpenGL") set(OPENGL_VERSION "4.6" CACHE STRING "OpenGL 版本") # 只有当 USE_OPENGL 为 ON 时，OPENGL_VERSION 才有效 if(NOT USE_OPENGL) unset(OPENGL_VERSION CACHE) # 从缓存中移除 endif()

3.验证用户输入

set(NUM_THREADS "4" CACHE STRING "线程数量") # 验证输入 if(NOT NUM_THREADS MATCHES "^[0-9]+$") message(FATAL_ERROR "NUM_THREADS 必须是正整数") endif() if(NUM_THREADS LESS 1 OR NUM_THREADS GREATER 64) message(FATAL_ERROR "NUM_THREADS 必须在 1-64 范围内") endif()

变量引用和转义

变量扩展

set(VAR1 "Hello") set(VAR2 "World") set(MESSAGE "${VAR1} ${VAR2}!") # Hello World! # 嵌套引用 set(PREFIX "MY") set(${PREFIX}_VALUE 42) # 创建变量 MY_VALUE message("${${PREFIX}_VALUE}") # 输出 42

特殊字符处理

# 美元符号转义 set(DOLLAR "Cost: \${100}") # Cost: ${100} # 分号转义（列表分隔符） set(PATH_LIST "C:\\Program Files\\;D:\\Tools\\") # 两个元素的列表 # 引号处理 set(QUOTED "\"quoted string\"") # "quoted string"

性能考虑

1.避免频繁设置

# 不好：多次设置 set(FLAGS "-Wall") set(FLAGS "${FLAGS} -Wextra") set(FLAGS "${FLAGS} -Werror") # 更好：一次性设置 set(FLAGS "-Wall -Wextra -Werror")

2.使用局部变量

# 在函数中使用局部变量，避免污染全局空间 function(process_files) set(LOCAL_FILES ${ARGV}) # 使用局部变量 # ... 处理文件 endfunction()

3.缓存变量 vs 普通变量

• 缓存变量：需要用户配置的选项
• 普通变量：内部使用的临时变量

调试和测试

打印变量值

# 简单打印 message("MY_VAR = ${MY_VAR}") # 打印类型和值 if(DEFINED MY_VAR) message(STATUS "MY_VAR 已定义: ${MY_VAR}") else() message(STATUS "MY_VAR 未定义") endif() # 打印所有以 "CMAKE_" 开头的变量 get_cmake_property(vars VARIABLES) foreach(var ${vars}) if(var MATCHES "^CMAKE_") message("${var} = ${${var}}") endif() endforeach()

变量追踪

# 跟踪变量的变化 variable_watch(MY_VARIABLE [command]) # 示例：当 MY_VARIABLE 变化时打印信息 variable_watch(MY_VARIABLE "message(\"MY_VARIABLE 被修改: \${MY_VARIABLE}\")")

实际应用示例

示例 1：项目配置系统

# 项目配置 set(PROJECT_NAME "MyApplication") set(PROJECT_VERSION_MAJOR 1) set(PROJECT_VERSION_MINOR 2) set(PROJECT_VERSION_PATCH 3) set(PROJECT_VERSION "${PROJECT_VERSION_MAJOR}.${PROJECT_VERSION_MINOR}.${PROJECT_VERSION_PATCH}") # 用户配置选项 set(BUILD_SHARED_LIBS ON CACHE BOOL "构建共享库") set(ENABLE_TESTS OFF CACHE BOOL "启用测试") set(INSTALL_PREFIX "/usr/local" CACHE PATH "安装路径") # 根据选项设置变量 if(BUILD_SHARED_LIBS) set(LIBRARY_TYPE SHARED) set(LIB_PREFIX ${CMAKE_SHARED_LIBRARY_PREFIX}) set(LIB_SUFFIX ${CMAKE_SHARED_LIBRARY_SUFFIX}) else() set(LIBRARY_TYPE STATIC) set(LIB_PREFIX ${CMAKE_STATIC_LIBRARY_PREFIX}) set(LIB_SUFFIX ${CMAKE_STATIC_LIBRARY_SUFFIX}) endif()

示例 2：平台特定配置

# 平台检测和设置 if(WIN32) set(IS_WINDOWS TRUE) set(PLATFORM_NAME "Windows") set(EXECUTABLE_SUFFIX ".exe") set(LIBRARY_SUFFIX ".dll") # Windows 特定编译器标志 set(PLATFORM_FLAGS "/W4 /EHsc") elseif(APPLE) set(IS_MACOS TRUE) set(PLATFORM_NAME "macOS") set(EXECUTABLE_SUFFIX "") set(LIBRARY_SUFFIX ".dylib") # macOS 特定设置 set(PLATFORM_FLAGS "-Wall -Wextra") elseif(UNIX) set(IS_LINUX TRUE) set(PLATFORM_NAME "Linux") set(EXECUTABLE_SUFFIX "") set(LIBRARY_SUFFIX ".so") # Linux 特定设置 set(PLATFORM_FLAGS "-Wall -Wextra -pthread") endif() message(STATUS "平台: ${PLATFORM_NAME}") message(STATUS "可执行文件后缀: ${EXECUTABLE_SUFFIX}")

示例 3：高级缓存变量管理

# 定义选项组 set(CMAKE_CXX_FLAGS "" CACHE STRING "C++ 编译器标志") set(CMAKE_C_FLAGS "" CACHE STRING "C 编译器标志") set(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS "" CACHE STRING "可执行文件链接器标志") # 设置属性以改善 GUI 显示 set_property(CACHE CMAKE_CXX_FLAGS PROPERTY ADVANCED TRUE) set_property(CACHE CMAKE_C_FLAGS PROPERTY ADVANCED TRUE) # 依赖关系管理 set(USE_OPENMP OFF CACHE BOOL "使用 OpenMP 并行") set(OPENMP_FLAGS "" CACHE STRING "OpenMP 标志") if(USE_OPENMP) find_package(OpenMP REQUIRED) if(OpenMP_CXX_FOUND) set(OPENMP_FLAGS ${OpenMP_CXX_FLAGS}) set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} ${OPENMP_FLAGS}") endif() endif() # 验证和规范化 if(CMAKE_CXX_FLAGS) # 移除多余的空格 string(STRIP "${CMAKE_CXX_FLAGS}" CMAKE_CXX_FLAGS) # 更新缓存 set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS}" CACHE STRING "C++ 编译器标志" FORCE) endif()

常见错误和解决方法

错误 1：作用域混淆

# 错误：期望在父作用域中看到变量 function(setup) set(OUTPUT_DIR "build") # 只在函数内有效 endfunction() setup() message("${OUTPUT_DIR}") # 空！ # 正确：使用 PARENT_SCOPE function(setup_correct) set(OUTPUT_DIR "build" PARENT_SCOPE) endfunction() setup_correct() message("${OUTPUT_DIR}") # build

错误 2：缓存变量覆盖

# 错误：普通变量被缓存变量覆盖 set(MY_VAR "initial") # 普通变量 # 用户运行：cmake .. -DMY_VAR="user_value" message("${MY_VAR}") # 输出 user_value（可能不是期望的） # 正确：明确区分 set(MY_VAR_DEFAULT "initial") set(MY_VAR "${MY_VAR_DEFAULT}" CACHE STRING "用户可配置的变量")

错误 3：列表操作误解

# 错误：误解分号分隔 set(LIST_VAR "a;b;c") message("${LIST_VAR}") # 输出: a;b;c # 正确：理解 CMake 列表 foreach(item IN LISTS LIST_VAR) message("项目: ${item}") # 输出: a, b, c 各一行 endforeach()

最佳实践总结

1. 明确作用域：清楚每个变量的作用范围
2. 合理使用缓存：只有用户需要配置的才用缓存变量
3. 命名规范：使用清晰的命名，如大写加下划线
4. 注释说明：为重要变量添加注释
5. 避免全局污染：在函数内使用局部变量
6. 验证输入：对用户输入的缓存变量进行验证
7. 性能考虑：避免不必要的变量操作

set()是 CMake 变量系统的核心，掌握其各种用法对于编写高效、可维护的 CMake 脚本至关重要。