Makefile 完全指南：从入门到工程化，自动化构建不再难

草莓熊Lotso2025-12-24 8:08


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文章目录

  • 前言：
  • [一. Makefile 核心认知：什么是 Makefile？](#一. Makefile 核心认知：什么是 Makefile？)
    • [1.1 背景介绍](#1.1 背景介绍)
    • [1.2 核心作用](#1.2 核心作用)
    • [1.3 核心概念](#1.3 核心概念)
  • [二. 入门案例：最简单的 Makefile](#二. 入门案例：最简单的 Makefile)
    • [2.1 源文件hello.c](#2.1 源文件hello.c)
    • [2.2 基础 Makefile](#2.2 基础 Makefile)
    • [2.3 实际操作演示](#2.3 实际操作演示)
  • [三. Makefile 语法规则：深入理解依赖与命令](#三. Makefile 语法规则：深入理解依赖与命令)
    • [3.1 基本语法格式](#3.1 基本语法格式)
    • [3.2 依赖关系与推导](#3.2 依赖关系与推导)
    • [3.3 伪目标（.PHONY）](#3.3 伪目标（.PHONY）)
  • [四. 进阶用法：变量与函数（工程化必备）](#四. 进阶用法：变量与函数（工程化必备）)
    • [4.1 变量定义与使用](#4.1 变量定义与使用)
    • [4.2 常用函数（简化文件列表）](#4.2 常用函数（简化文件列表）)
    • [4.3 自动变量（简化命令）](#4.3 自动变量（简化命令）)
    • [4.4 工程化示例（多源文件适配，简化 Makefile/makefile）](#4.4 工程化示例（多源文件适配，简化 Makefile/makefile）)
  • 结尾：

前言：

在 Linux C/C++ 开发中，当项目源文件增多时，手动输入gcc命令编译会变得繁琐且容易出错 ------ 不仅要记住文件依赖关系，还要处理编译顺序和参数。Makefile 的核心价值就是 "自动化构建"：一旦写好配置，只需执行make命令，就能自动完成编译、链接、清理等一系列操作，极大提升开发效率。本文从 Makefile 的基本原理入手，逐步拆解语法规则、依赖关系、伪目标、变量与函数，最后通过工程化示例演示实战用法，帮你从 "手动编译" 升级到 "自动化构建"，轻松应对中小型项目开发。

一. Makefile 核心认知：什么是 Makefile？

1.1 背景介绍

  • 会不会写makefile，从侧面说明了一个人是否具备完成大型工程的能力
  • 一个工程中的源文件不计其数，其按类型，功能，模块分别放在若干个目录中,makefile定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于更复杂的操作
  • makefile 带来的好处就是 -- "自动化编译"，一旦写好，只需要一个 make命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率。
  • make 是一个命令工工具，是一个解释makefile中指令的命令工具，一般来说，大多数的IDE都有这个命令，比如：Delphi 的 make，Visual C++ 的 namke，Linux下GNU的make。可见，makefile都成为了一种在工厂方面的编译方法。
  • make是一条命令，makefile是一个文件，两个搭配使用，完成项目自动化构建。

1.2 核心作用

  • 定义源文件之间的依赖关系（如可执行文件依赖目标文件，目标文件依赖源文件）；
  • 指定编译规则（如如何将.c文件编译为.o文件，如何链接为可执行文件）；
  • 支持增量编译（只重新编译修改过的文件，减少重复工作）；
  • 提供项目清理功能（一键删除编译产物，方便重新构建）。

1.3 核心概念

  • make：解释 Makefile 规则的命令工具，默认查找当前目录下名为Makefile或makefile的文件；
  • 目标（target）：要生成的文件或要执行的命令（如可执行文件、清理操作）；
  • 依赖（prerequisites）：生成目标所需要的文件或条件（如生成myproc依赖myproc.c）；
  • 命令（command）：生成目标的具体操作（如gcc -o myproc myproc.c），必须以 Tab 键开头。

二. 入门案例：最简单的 Makefile

假设项目只有一个源文件hello.c，要生成可执行文件hello，并支持清理编译产物。

2.1 源文件hello.c

bash 复制代码 
#include<stdio.h>
 
int main()
{
	printf("hello Makefile!");
	return 0;
}

2.2 基础 Makefile

bash 复制代码 
# 目标：依赖
code: code.c
	# 命令（必须Tab开头）：将code.c编译为可执行文件code
	gcc -o code code.c

# 伪目标：清理编译产物
.PHONY: clean
clean:
	# -f表示强制删除，忽略不存在的文件
	rm -f code

2.3 实际操作演示

bash 复制代码 
[Lotso@VM-4-4-centos lesson10]$ make
gcc -o hello hello.c
[Lotso@VM-4-4-centos lesson10]$ ll
total 912
-rwxrwxr-x 1 Lotso Lotso   8360 Nov 20 13:45 hello
-rw-rw-r-- 1 Lotso Lotso     81 Nov 20 13:44 hello.c
-rw-rw-r-- 1 Lotso Lotso     76 Nov 20 13:00 hello_copy.c
-rwxrwxr-x 1 Lotso Lotso   8360 Nov 20 09:23 hello_dynamic
-rwxrwxr-x 1 Lotso Lotso 861216 Nov 20 09:22 hello_static
-rw-rw-r-- 1 Lotso Lotso     69 Nov 20 13:44 makefile
-rwxrwxr-x 1 Lotso Lotso   8424 Nov 19 23:39 soft
-rw-rw-r-- 1 Lotso Lotso    250 Nov 19 22:27 soft.c
-rw-rw-r-- 1 Lotso Lotso     90 Nov 19 23:11 soft.cpp
-rwxrwxr-x 1 Lotso Lotso   8968 Nov 19 23:12 softpp
[Lotso@VM-4-4-centos lesson10]$ ./hello
hello Makefile!
[Lotso@VM-4-4-centos lesson10]$ make clean
rm -f hello
[Lotso@VM-4-4-centos lesson10]$ ll
total 900
-rw-rw-r-- 1 Lotso Lotso     81 Nov 20 13:44 hello.c
-rw-rw-r-- 1 Lotso Lotso     76 Nov 20 13:00 hello_copy.c
-rwxrwxr-x 1 Lotso Lotso   8360 Nov 20 09:23 hello_dynamic
-rwxrwxr-x 1 Lotso Lotso 861216 Nov 20 09:22 hello_static
-rw-rw-r-- 1 Lotso Lotso     69 Nov 20 13:44 makefile
-rwxrwxr-x 1 Lotso Lotso   8424 Nov 19 23:39 soft
-rw-rw-r-- 1 Lotso Lotso    250 Nov 19 22:27 soft.c
-rw-rw-r-- 1 Lotso Lotso     90 Nov 19 23:11 soft.cpp
-rwxrwxr-x 1 Lotso Lotso   8968 Nov 19 23:12 softpp


核心用法：

  • 编译项目： 在 Makefile 所在目录执行make，自动查找第一个目标（code），检查依赖是否更新，执行编译命令；
  • 清理项目： 执行make clean，执行clean目标下的命令，删除可执行文件；
  • 增量编译： 修改code.c后再次执行 make，只会重新编译修改后的文件，而非全部重编。

三. Makefile 语法规则：深入理解依赖与命令

3.1 基本语法格式

bash 复制代码 
目标(target): 依赖(prerequisites)
	命令1
	命令2
	...
  • 目标可以是可执行文件、目标文件（.o）、伪目标（如clean）；
  • 依赖可以是源文件、目标文件、其他目标；
  • 命令必须以Tab 键 开头（不能用空格，否则make会报错）；
  • 注释以#开头，单行有效。

3.2 依赖关系与推导

参考图示 ：(Makefile 会自动推导目标文件的依赖)

但是我们一般是用不到这么多步的，最佳实践如下：

bash 复制代码 
# 最终目标：可执行文件code.exe，依赖code.o
code.exe: code.o
	gcc code.o -o code.exe

# 目标文件code.o，依赖code.c
code.o: code.c
	gcc -c code.c -o code.o

# 伪目标clean
.PHONY: clean
clean:
	rm -f code.exe code.o

3.3 伪目标（.PHONY）

  • 伪目标不是实际文件 ，而是一个 "命令标签"（如clean）；
  • 作用 ：避免项目中存在与伪目标同名的文件，导致make误判为 "目标已存在，无需执行"；
  • 语法 ：/.PHONY: 伪目标名，例如/.PHONY: clean，确保make clean总是执行命令。

📌 结论：
.PHONY:让make忽略源文件和可执行目标文件的M时间对比

图示理解 ：(什么叫总是被执行？)

四. 进阶用法：变量与函数（工程化必备）

当项目源文件增多时，手动写每个文件的依赖和命令会很繁琐。Makefile 支持变量和函数，可简化配置、提高复用性。

4.1 变量定义与使用

变量用于存储重复出现的内容（如编译器、编译参数、文件列表），语法： 变量名=值 ，使用时 $(变量名)。

示例：

bash 复制代码 
# 定义变量：编译器、可执行文件名、目标文件列表、清理命令
CC = gcc          # 编译器
BIN = myproc      # 可执行文件名
OBJ = myproc.o    # 目标文件列表
RM = rm -f        # 清理命令
CFLAGS = -Wall -g # 编译参数（-Wall显示所有警告，-g生成调试信息）

# 最终目标：依赖OBJ变量
$(BIN): $(OBJ)
	$(CC) $(CFLAGS) -o $(BIN) $(OBJ)

# 目标文件依赖源文件（可省略，make自动推导）
myproc.o: myproc.c

# 清理伪目标
.PHONY: clean
clean:
	$(RM) $(BIN) $(OBJ)

4.2 常用函数（简化文件列表）

Makefile 提供内置函数，可自动获取文件列表，无需手动罗列。
（1）wildcard：获取指定模式的文件

bash 复制代码 
# 获取当前目录下所有.c文件，存入SRC变量
SRC = $(wildcard *.c)

（2）替换文件后缀

bash 复制代码 
# 将SRC中的.c文件替换为.o文件，存入OBJ变量
Obj=$(Src:.c=.o)

4.3 自动变量（简化命令）

Makefile 提供自动变量，替代命令中重复出现的目标和依赖，简化书写：

自动变量 含义 示例
$@ 当前目标文件名 $(CC) -o $@ $^
$^ 所有不重复的依赖文件 $(CC) -o $@ $^
$< 第一个依赖文件名 $(CC) -c $< -o $@

4.4 工程化示例（多源文件适配，简化 Makefile/makefile）

假设项目有多个源文件，Makefile 可自动适配，简化后的 Makefile 如下所示：

bash 复制代码 
Bin=code.exe         # 定义变量     
#Src=$(shell ls *.c) # 做法1 -- 采用shell命令行方式,获取当前所有.c文件名    
Src=$(wildcard *.c)  # 做法2 -- 使用 wildcard 函数,获取当前所有.c文件名    
Obj=$(Src:.c=.o)     # 将Src的所有同名 .c 替换成 .o 形成目标文件列表    
Echo=echo               
cc=gcc     
Rm=rm -f    
Flags=-c -Wall       # 编译选项    
LD_Flags=-o          # 链接选项    
    
$(Bin):$(Obj)    
    @$(Echo) "我要开始链接了...$(Obj) -> $(Bin)"    # $@: 代表目标文件名    $^: 代表依赖文件列表    
    @$(cc) $(LD_Flags) $@ $^                            
%.o:%.c                                             # %.c: 展开当前目录下的所有.c  %.o: 同时展开同名.o    
    @$(Echo) "我要开始编译了...$< -> $@"            # @: 不回显命令    
    @$(cc) $(Flags) $<                              # %<: 对展开的依赖.c文件，一个个的交给gcc    
.PHONY:clean    
clean:    
    $(Rm) $(Obj) $(Bin)                             # $(RM): 替换,用变量内容替换它                                            
                           
.PHONY:debug                                                 
debug:                                                                           
    @$(Echo) "Bin: $(Bin)"             
    @$(Echo) "Obj: $(Obj)"                               
    @$(Echo) "Src: $(Src)"               
~

结尾：

html 复制代码 
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技术之路难免有困惑，但同行的人会让前进更有方向～愿我们都能在自己专注的领域里，一步步靠近心中的技术目标！

结语：Makefile 的核心是 "规则定义" 和 "自动化推导"，掌握变量、函数和自动变量后，可轻松适配中小型项目的构建需求。对于大型项目（如 Linux 内核），Makefile 会结合更复杂的语法（如条件判断、循环），但基础逻辑不变。建议在实际项目中多动手编写 Makefile，从简单案例逐步过渡到工程化配置，形成自己的模板。后续可进一步学习cmake（跨平台构建工具），但其核心思想与 Makefile 一致，掌握 Makefile 后可快速上手。

✨把这些内容吃透超牛的！放松下吧✨ ʕ˘ᴥ˘ʔ づきらど

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