20191117-CMake的应用与实践.pdf

CMake是一种开源的跨平台自动化构建系统，它最初是为了解决跨平台的需求而开发的，现在已经广泛地应用于众多项目中。CMake利用CMakeLists.txt文件来描述项目的构建过程，它可以生成标准的构建文件（如Unix下的Makefile或者Windows下的Visual Studio解决方案），从而简化了各种不同操作系统的构建过程。由于其跨平台的特性，CMake支持Linux、Mac OS X和Windows等多种操作系统。 CMake相较于其他编译工具（如GCC和Makefile）具有如下优势： 1. 简单易用：CMake的语法简单，容易学习和理解，它通过高级的命令来管理构建过程，比直接使用Makefile要简化很多。 2. 跨平台支持：CMake支持多种操作系统平台，开发者可以编写一个CMakeLists.txt文件，通过简单的修改就可以在不同的平台上进行构建，无需对每种操作系统编写单独的编译指令。 3. 编译效率高：相较于autotools，CMake的编译过程更加高效，能够比autotools快40%。 4. 可扩展性：CMake支持各种插件和扩展，如ROS（机器人操作系统）中的catkin、ament、colcon都是基于CMake构建的。 CMake的主体框架包括以下几个部分： 1. 工程配置部分：定义工程名称、编译调试模式和使用的编译器语言等。 2. 依赖执行部分：包括需要的头文件、依赖库等。 3. 其他辅助部分：如参数打印、遍历目录等。 4. 判断控制部分：条件判断、函数定义、条件执行等。 CMake的主要语法构成包括工程配置、项目定义、目标定义、依赖性管理等。使用CMake，开发者可以通过一系列的指令来定义项目的目标、添加源文件和头文件、设置编译选项、链接外部库等。常用指令包括：PROJECT（定义项目）、AUX_SOURCE_DIRECTORY（获取源文件列表）、ADD_EXECUTABLE（添加可执行文件目标）、ADD_LIBRARY（添加库目标）、TARGET_LINK_LIBRARIES（链接库）等。 CMake的实践应用包括了从编写简单的CMake文件开始，到生成链接库（静态和动态），如何引用链接库（包括内部和外部引用），以及如何更高效地组织CMake的编译方式。其中生成链接库时，需要使用ADD_LIBRARY指令来定义库类型，并指定源文件；引用链接库时，要确保编译器知道这些库的位置，可能需要使用LINK_DIRECTORIES或TARGET_LINK_LIBRARIES指令。 在实践CMake的过程中，开发者还需了解CMake的变量和指令。例如，ADD_DEFINITIONS指令用于为源文件添加编译选项，而FIND_PACKAGE用于查找并链接依赖的包，MESSAGE用于在构建过程中输出信息等。 对于更高级的用法，CMake还支持宏定义、条件编译、自定义目标和测试等。例如，通过IF语句进行条件判断，可以创建不同的编译配置。通过宏和函数，可以封装重复的代码，提高代码复用率。 CMake在Linux后端开发中广泛使用，尤其是C++开发社区。它与Linux操作系统和GCC编译器配合使用，通过CMakeLists.txt文件来管理项目的编译和链接过程，极大地提高了构建的便利性和效率。