CMakeList 知识系统学习系列（四）：条件与循环

《CMakeList 知识系统学习系列（四）：条件与循环》

前言：你是否在CMake中反复踩变量作用域的坑？是否因循环分割错误导致构建失败？本文将详细讲解CMake条件判断与循环的核心技巧！

CMake 条件判断与循环详解

一、条件判断（`if`/`elseif`/`else`）

CMake 的条件判断语句用于根据变量值、文件状态或逻辑表达式动态调整构建逻辑。其核心语法如下：

scss 复制代码

if(条件表达式)
    # 条件成立时执行的代码
elseif(其他条件)
    # 其他条件成立时执行的代码
else()
    # 默认执行的代码
endif()

1. 基本条件表达式

类型	语法示例	说明
变量存在性	`if(DEFINED VAR)`	检查变量 `VAR` 是否定义
布尔值判断	`if(VAR)`	`VAR` 为 `ON`/`1`/`TRUE` 时成立。直接使用未定义变量会导致CMake警告
字符串比较	`if("${VAR}" STREQUAL "value")`	字符串相等性判断（区分大小写）
数值比较	`if(NUM LESS 10)`	支持 `LESS`/`GREATER`/`EQUAL`
文件/目录存在	`if(EXISTS "path/to/file")`	检查文件或目录是否存在

示例：根据编译类型设置优化选项

scss 复制代码

if(CMAKE_BUILD_TYPE STREQUAL "Release")
    add_compile_options(-O3)
elseif(CMAKE_BUILD_TYPE STREQUAL "Debug")
    add_compile_options(-O0 -g)
else()
    message(WARNING "Unknown build type")
endif()

判断变量和数值示例：

kotlin 复制代码

if(age)
    message(STATUS "age is not empty")
else()
    message(STATUS "age is empty")
endif()
# 条件判断
set(age 10)
if(age)
    message(STATUS "age is not empty")
else()
    message(STATUS "age is empty")
endif()
function(show_if)
    if(${age} LESS 10)
        message(STATUS "age < 10")
    elseif(${age} EQUAL 10)
        message(STATUS "age = 10")
    elseif(${age} GREATER 10)
        message(STATUS "age > 10")
    endif()
endfunction()
show_if()
set(age 11)
show_if()
set(age 9)
show_if()

输出：
-- age is empty
-- age is not empty
-- age = 10
-- age > 10
-- age < 10

2. 逻辑运算符

运算符	语法	说明
与	`if(条件1 AND 条件2)`	同时成立时返回真
或	`if(条件1 OR 条件2)`	任一成立时返回真
非	`if(NOT 条件)`	条件不成立时返回真
组合逻辑	`if((A AND B) OR (C))`	支持括号嵌套优先级

示例：多条件判断

scss 复制代码

if(WIN32 AND MSVC AND NOT CMAKE_CL_64)
    message("32位 Windows MSVC 编译器")
endif()

3. 高级条件判断

正则表达式匹配 ：使用 MATCHES 判断字符串模式

scss 复制代码

if("${CMAKE_SYSTEM_NAME}" MATCHES "Linux|Darwin")
    message("当前为类 Unix 系统")
endif()

function(match_name name)
if("${name}" MATCHES "worl.*")
    message(STATUS "name match")
endif()
endfunction()
match_name("world")

二、循环（`foreach`/`while`）

1. `foreach` 循环

用于遍历列表或范围，支持多种迭代模式：

遍历列表
1. 直接展开变量
- 语法：foreach(var ${my_list})
- 行为：直接展开变量${my_list}为字符串，并根据CMake的默认分隔符（分号或空格）分割成多个元素。
- 风险：若变量值中包含空格或特殊字符，可能导致元素被错误分割。
kotlin 复制代码
```
set(my_list "a;b c" d)  # 元素为 ["a", "b c", "d"]
foreach(var ${my_list})
    message("${var}")  # 输出：a; b; c; d（错误分割）
endforeach()
```
1. IN LISTS
  
  语法：foreach(var IN LISTS my_list)
  
  行为：IN LISTS：显式指定列表变量名，直接遍历列表中的每个元素，保留元素完整性，避免空格或分号导致的错误分割
scss 复制代码
```
set(my_list "a;b c" d)
foreach(var IN LISTS my_list)
    message("${var}")  # 正确输出：a;b c; d
endforeach()
```
3 IN ITEMS

语法： foreach(var IN ITEMS a b c)

行为: IN ITEMS：直接遍历后续的显式项列表，适用于硬编码元素。
kotlin 复制代码
```
foreach(name IN ITEMS "John Doe" "Alice")  # 显式遍历硬编码项
endforeach()
```

优先使用IN LISTS处理列表变量，避免元素分割问题。

使用IN ITEMS显式遍历硬编码项，提高代码清晰度

这里还有个小插曲，我在for LISTS的时候如下，结果输出不是想要的"a;b c" "d"。而是 in LISTS my_list

kotlin 复制代码

set(my_list "a;b c" d) 
foreach(var in LISTS my_list)
    message("in lists ${var}")  
endforeach()

输出
in lists in
in lists LISTS
in lists my_list

刚开始还纳闷呢。这是怎么输出的？

后面看in LISTS my_list不正是var后面的，那为题肯定就是in的大小写问题。

之前在CMakeLists.txt中写message和MESSAGE不是效果等同，之前就错误的认为CMakeLists中大小写不敏感。

查了下资料才知道：CMake的"大小写不敏感"仅针对命令关键字 ，而变量、生成器表达式、文件名等仍严格区分大小写。那为什么命令关键字大小不敏感？ 此设计源于历史兼容性，早期CMake版本使用全大写命令，后续版本逐渐转向小写风格，但保留对大小写的兼容性。原来是历史包袱。O(∩_∩)O哈哈~

范围循环

foreach循环的RANGE关键字用于生成一个整数序列，并遍历该序列中的每个数值。

支持三种参数形式：

单参数 ：生成从 0 到 N-1 的整数序列（包含 0 和 N-1）。
双参数 ：生成从 start 到 end 的整数序列（包含 start 和 end）。
三参数 ：生成从 start 到 end 的整数序列，步长为 step。

sql 复制代码

foreach(loop_var RANGE <N>)               # 单参数：0, 1, 2, ..., N-1
foreach(loop_var RANGE <start> <end>)     # 双参数：start, start+1, ..., end
foreach(loop_var RANGE <start> <end> <step>) # 三参数：start, start+step, ..., end（步长可为正/负）

参数详解

单参数形式

语法：RANGE <N>
范围：生成 0 到 N-1 的整数序列。

示例：

css 复制代码

foreach(i RANGE 3)
  message("i = ${i}")  # 输出：i=0; i=1; i=2
endforeach()

双参数形式

语法：RANGE <start> <end>
范围：生成从 start 到 end 的整数序列（包含两端）。

示例：

css 复制代码

foreach(i RANGE 2 4)
  message("i = ${i}")  # 输出：i=2; i=3; i=4
endforeach()

三参数形式

语法：RANGE <start> <end> <step>
范围：生成从 start 到 end 的整数序列，步长为 step。
- 若 step > 0，则要求 start ≤ end。
- 若 step < 0，则要求 start ≥ end。

示例：

css 复制代码

foreach(i RANGE 5 1 -2)
  message("i = ${i}")  # 输出：i=5; i=3; i=1
endforeach()

注意事项

数值类型

RANGE仅支持整数。如果参数包含非整数，CMake会报错。
步长的方向
- 当步长为正数（step > 0）时，必须满足 start ≤ end，否则循环不会执行。
- 当步长为负数（step < 0）时，必须满足 start ≥ end，否则循环不会执行。
包含结束值

RANGE生成的序列包含结束值（end），例如 RANGE 2 4 包含 4。
CMake版本要求
- 单参数和双参数形式：CMake 3.0及以上。
- 三参数形式（带步长）：CMake 3.3及以上。

多列表合并遍历

scss 复制代码

set(list1 a b)
set(list2 "c d" e)
foreach(item IN LISTS list1 list2)
    message("Item: ${item}")  # 输出：a → b → c d → e
endforeach()

键值对遍历 ZIP_LISTS（CMake 3.17+）

kotlin 复制代码

list(APPEND keys a b c)
list(APPEND values 1 2 3)
foreach(key value IN ZIP_LISTS keys values)
    message("Key: ${key}, Value: ${value}")  # 输出：a→1 → b→2 → c→3
endforeach()

ZIP_LISTS需要3.17版本才支持

2. `while` 循环

基于条件表达式重复执行代码块，需手动更新终止条件：

scss 复制代码

set(counter 0)
#如果counter变量小于5
while(counter LESS 5)
		#打印
    message("当前计数: ${counter}")
    # counter=counter+1
    math(EXPR counter "${counter} + 1")
endwhile()

逻辑差不多可以看懂。就是当counter小于5，就执行while里面的语句，打印counter值，并且把counter变量累加1。

可以看到和我们正常程序里面写的有点不一样。LESS之前if里面学过。比较整数大小的。把变量累加1.用到math。之前我们都是用set是直接给变量赋值

有人说。我们能不说直接把counter变量+1的值再赋值给counter?

不能。下面语句，输出的不是2.而是0+1了。所以计算并赋值得用math命令。至于math详细介绍，后面在细说

kotlin 复制代码

set(counter 0)
set(temp ${counter}+1)
message(STATUS "temp:${temp}")

//输出
-- temp:0+1

3. 循环控制语句

break()：立即退出循环

scss 复制代码

foreach(i RANGE 10)
    if(i EQUAL 5)
        break()
    endif()
    message("i=${i}")
endforeach()

continue()：跳过当前迭代

scss 复制代码

foreach(i RANGE 10)
    if(i MOD 2 EQUAL 0)
        continue()
    endif()
    message("奇数: ${i}")
endforeach()

三、最佳实践

1. 条件判断优化

避免在循环内重复计算复杂条件，可将结果缓存到变量。
优先使用 if(DEFINED VAR) 而非 if(VAR) 防止未定义变量报错。

2. 循环性能优化

减少在循环内部调用耗时操作（如 file(GLOB)）。
使用 list(APPEND) 替代多次 set 操作合并结果。

3. 常见错误处理

空列表循环：若列表可能为空，需添加保护逻辑：

scss 复制代码

if(NOT source_list)
    message(WARNING "列表为空")
else()
    foreach(src IN LISTS source_list)
        # ...
    endforeach()
endif()

无限 while 循环：确保条件最终会变为假。

四、总结

通过合理使用条件判断和循环，CMake 脚本可实现高度动态化和模块化的构建流程，显著提升跨平台项目的可维护性。

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