### 如何编写Makefile
#### 一、Makefile概述
**1.1 关于程序的编译和链接**
在理解Makefile之前，首先要明白程序编译的基本过程。无论是C、C++还是其他语言，编译过程一般分为两个阶段：编译（compile）和链接（link）。
- **编译（Compile）**：将源代码转换为机器可以理解的目标代码（如Windows下的`.obj`文件或UNIX下的`.o`文件）。这一阶段主要关注语法的正确性和函数、变量声明的准确性。为了使编译器能够找到所需的头文件，通常需要指明头文件的位置。
- **链接（Link）**：将多个目标文件合并成一个可执行文件。链接过程中，链接器会解析所有目标文件中的函数和全局变量，并确保它们正确地连接在一起。链接器关心的是目标文件，而不是原始的源文件。
#### 二、Makefile介绍
**1.2 Makefile的规则**
Makefile是一种用于自动化构建过程的文件，它通过一系列规则来定义编译过程。一个典型的Makefile包含以下要素：
- **目标**：Makefile的主要目的通常是创建一个可执行文件。
- **依赖项**：指定哪些文件被用于构建目标。
- **命令**：用于编译和链接的命令行指令。
**1.3 一个示例**
一个简单的Makefile示例可能如下所示：
```makefile
CC = gcc
CFLAGS = -Wall
all: main.o helper.o
$(CC) $(CFLAGS) -o myprogram main.o helper.o
main.o: main.c main.h
$(CC) $(CFLAGS) -c main.c
helper.o: helper.c helper.h
$(CC) $(CFLAGS) -c helper.c
clean:
rm -f *.o myprogram
```
在这个例子中：
- `all` 是默认目标，表示整个项目的构建。
- `main.o` 和 `helper.o` 是中间目标文件。
- `clean` 目标用于清理编译产生的文件。
**1.4 make是如何工作的**
当运行`make`命令时，make程序会读取Makefile并执行以下步骤：
1. 解析Makefile中的规则和变量。
2. 根据依赖关系确定哪些目标需要构建。
3. 执行相应的命令来构建目标。
**1.5 让make自动推导**
make支持自动推导依赖关系，例如，如果你有一个`.c`文件，make会尝试构建一个同名的`.o`文件。
**1.6 另类风格的Makefile**
除了传统的规则格式之外，还可以使用其他风格来编写Makefile，例如使用模式规则（pattern rules）或静态模式规则（static pattern rules）等。
**1.7 清空目标文件的规则**
Makefile中通常包括一个名为`clean`的目标，用于删除所有编译生成的文件。
#### 三、Makefile总述
**2.1 Makefile里有什么？**
一个完整的Makefile通常包含：
- **变量定义**：用于定义编译器、编译选项等。
- **规则**：定义如何构建特定的目标。
- **目标**：定义构建的主要任务。
- **清理规则**：用于清理生成的文件。
**2.2 Makefile的文件名**
Makefile的文件名通常为`Makefile`或`makefile`，在某些情况下也可能是其他名称，如`Makefile.am`或`Makefile.in`。
**2.3 引用其他的Makefile**
可以使用`include`语句来引入其他Makefile文件，方便地组织和复用规则。
**2.4 环境变量MAKEFILES**
环境变量`MAKEFILES`可以用来指定额外的Makefile文件。
**2.5 make的工作方式**
make程序的工作方式基于文件的时间戳来决定哪些文件需要重新编译。
#### 四、Makefile书写规则
**3.1 规则举例**
- **依赖规则**：用于定义一个目标文件依赖于哪些文件。
- **模式规则**：用于匹配一组文件，方便地定义它们的构建规则。
**3.2 规则的语法**
规则的一般语法如下：
```makefile
target: dependencies
command
```
**3.3 在规则中使用通配符**
可以使用通配符来匹配一组文件，如使用`*.c`来匹配所有的`.c`文件。
**3.4 文件搜寻**
可以指定搜索路径来查找文件。
**3.5 伪目标**
伪目标用于定义没有实际文件的目标，如`all`或`clean`。
**3.6 多目标**
可以使用多目标规则来同时处理多个目标。
**3.7 静态模式**
静态模式规则允许你为一组文件定义通用的规则。
**3.8 自动生成依赖性**
make可以通过预处理器来自动检测源文件中的依赖关系。
#### 五、Makefile书写命令
**4.1 显示命令**
使用`@`符号前缀可以使make命令在执行前打印出来。
**4.2 命令执行**
make命令可以在shell环境中执行任何命令。
**4.3 命令出错**
如果命令执行失败，make会停止构建过程。
**4.4 嵌套执行make**
可以在Makefile中调用make命令来处理子目录中的Makefile。
**4.5 定义命令包**
可以定义一系列命令作为包来执行。
总结而言，Makefile是一种非常强大的工具，能够极大地提高软件开发和维护的效率。通过合理的规划和设计，可以使得复杂的项目编译变得简单高效。
