GNU Make | C/C++项目自动构建入门

简介

GNU Make is a tool which controls the generation of executables and other non-source files of a program from the program's source files.

GNU make 可以帮助你简化编译可执行文件的过程。举个例子，假设在你的工程文件夹project下有多个头文件与源文件，你希望最终生成一个可执行文件，以运行你的代码。

shell 复制代码

project
├── main.c
├── task1.c
├── task1.h
├── task2.c
└── task2.h

如果单独使用使用gcc命令进行编译、连接，那么就需要每次在修改代码后要执行以下代码：

shell 复制代码

$ gcc task1.c task2.c main.c -o test.exe

如果项目中的源文件有变化，那么每次都需要修改指令。此时使用Make不仅可以简化到只用输入make ，就能完成上述工作，还大大提高了编译时的维护效率。

其实一些比较老的IDE，在用户点击编译时，就会生成一个makefile文件，然后自动运行这个makefile文件，从而完成编译任务。比如Dev C++ :

语法规则

那么如何写一个makefile文件？

可以参考GNU Make的官方网站：
GNU make

基本规则

makefile 复制代码

target : dependencies ...
	  commands
	  ...

其中target为你希望生成的最终的目标文件， dependencies是一个或多个生成target时所必须的依赖文件；commands则对应在生成目标文件时希望使用的指令，可以理解为通过dependencies生成target时的方法。

例如，上文的例子可以翻译为对应的makefile代码：

makefile 复制代码

test.exe : task1.c taks2.c main.c
	gcc task1.c task2.c main.c -o test.exe

然后每次需要重新编译文件的时候，直接输入"make"即可。

替换为变量

makefile文件可以像shell脚本那样定义变量、使用变量，这样可以让我们的makefile文件变得更加优雅。

makefile 复制代码

SOURCE = "task1.c taks2.c main.c"
TARGET = "test.exe"
CC = "gcc"

%(TARGET) : $(SOURCE)
	%(CC) $(SOURCE) -o %(TARGET)

makefile执行流程

一个.c文件生成最后的可执行文件，需要经过头文件展开、编译、链接等三步。当我们在makefile中指定依赖关系为'*.exe : *.c '时，它会自动的递归找到现有的依赖文件，然后逐级生成.o文件，最后才得到可执行文件。

makefile 复制代码

CC = gcc
OBJ = task1.o task2.o main.o
TARGET = test.exe

$(TARGET) : $(OBJ)
	$(CC) -o $(TARGET) $(OBJ)

task1.o : task1.c task1.h
	$(CC) -c task1.c

task2.o : task2.c task2.h
	$(CC) -c task2.c

main.o : main.c task1.h task2.h
	$(CC) -c main.c

该代码与上文的makefile代码等价。当直接在命令行执行"make"命令时，makefile默认会完成第一个依赖关系的任务。当然亦可以指定make的任务，程序会自动匹配依赖关系，然后执行对应的代码。

shell 复制代码

$ make [target file]

clean

当我们再次需要编译、生成可执行文件时，我们会希望清除原来的旧文件，makefile也可以帮助我们简化这一过程。在makefile中添加clean规则即可：

makefile 复制代码

clean:
	rm -rf test *.o

.PHONY

.PHONY即Phony Target，伪目标。这是一个makefile的内建命令，常用以修饰clean规则。

makefile在执行任务的时候会检查依赖文件是否修改，makefile在执行某个任务时会检查当前任务所依赖的文件是否会修改，只有当当前目标文件的依赖文件发生修改，才会执行对应的生成命令。若文件中恰巧存在一个名为clean的文件时，由于其没有对应的依赖文件，所以这时clean任务将永远不会被执行。

使用.PHONY修饰后的任务，makefile将不会把该任务视为一个生成clean文件的任务，则不受上述规则限制，可以反复执行。所以一般使用clean规则的时候应这样写：

makefile 复制代码

.PHONY:clean
clean:
	rm -rf test *.o

自动变量(Automatic Variables)

新手在编写自己的小型项目的时候可以用自动变量简化一些工作量，此处简单介绍几个比较常用的自动变量。
注意：自动变量在官方手册中并不建议使用，因为自动变量有局限性：

只能在单个任务中有值，并不能全局访问。
不能在依赖关系处使用
代码的可读性较差

使用自动变量可以将任务该写为这样：

makefile 复制代码

test.exe: task1.c task2.c main.c
	gcc $^ -o $@

$@

在一个任务中，代表目标文件。

$^

在一个任务中，代表所有的依赖文件

$*

在一个任务重，代表目标文件的文件名，即去掉后缀的部分。