CMake学习：入门及其下载配置

对比维度	传统Makefile	CMake	优势和改进效果
跨平台支持	需要手动适配不同平台（Linux/macOS/Windows）	自动生成对应平台的构建文件（Makefile/VS Project/Xcode等）	一次编写，多处构建，显著提高跨平台开发效率
语法复杂度	语法较为底层，需要编写详细的编译规则和依赖关系	声明式高级语法，只需指定目标、源文件和依赖库	降低学习成本，减少编写错误，提高可读性
依赖管理	手动指定头文件路径、库路径和链接库	内置`find_package()`、`target_link_libraries()`等智能命令	自动查找系统库，简化第三方库集成
构建配置	需要手动管理Debug/Release等不同配置	内置多配置支持，可轻松切换构建类型	无需复制多个Makefile，统一管理构建选项
项目管理	大型项目需要拆分并手动管理多个Makefile	支持模块化，`add_subdirectory()`轻松管理多目录项目	更好的项目组织结构，便于大型项目管理
自动依赖检测	需要手动维护头文件依赖或使用gcc -MM生成	自动扫描头文件依赖关系，确保正确重建	减少遗漏依赖导致的构建问题
测试集成	需要自行集成测试框架	内置CTest，轻松添加和管理测试用例	统一测试框架，简化测试流程
安装打包	需要手动编写install规则	提供标准化的install()命令和CPack打包工具	简化安装和打包过程，支持多种打包格式
生态系统	工具链相对单一	丰富的社区模块，支持Qt、Boost等流行库的自动检测	快速集成第三方组件，减少配置时间
可维护性	随着项目增长，Makefile变得复杂难维护	层次化、模块化的设计保持配置清晰	长期项目维护成本显著降低
IDE集成	需要额外配置	主流IDE（VS Code、CLion、VS等）原生支持	开箱即用的IDE体验，更好的代码导航和调试
生成器支持	仅支持Make构建系统	支持多种生成器（Ninja、Make、Visual Studio等）	根据需求选择最优构建后端，如Ninja提供更快的增量构建

CMake下载安装配置

CMake官方源码地址：Download CMake

CMake官方英文文档地址：CMake 参考文档 --- CMake 4.2.2 文档

我将演示Linux下的CMake下载安装方式，之后的环境以Ubuntu系统为主，以vscode为主要的编辑器。

下载

APT（Debian/Ubuntu）

bash 复制代码

sudo apt update
sudo apt install cmake

# 验证版本
cmake --version

YUM/DNF（RHEL/CentOS/Fedora）

bash 复制代码

# RHEL/CentOS 7
sudo yum install cmake

# RHEL/CentOS 8+/Fedora
sudo dnf install cmake

pacman（Arch/Manjaro）

bash 复制代码

sudo pacman -S cmake

Zypper（openSUSE）

bash 复制代码

sudo zypper install cmake

vscode插件安装

vscode的C/C++环境配置在前期的内容中：https://blog.csdn.net/2401_89119815/article/details/151902554?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=151902554&sharerefer=PC&sharesource=2401_89119815&sharefrom=from_link

关于vscode的CMake插件安装：

VS Code CMake 插件有以下2点好处：

语法高亮和代码补全 ：对 `CMakeLists.txt` 文件提供语法高亮显示，使代码结构更加清晰易读。同时，支持代码补全功能，当你输入 CMake 命令或变量时，插件会自动提示可能的选项，减少手动输入的错误和时间。

智能分析和错误检查：能够对 `CMakeLists.txt` 文件进行智能分析，检查其中的语法错误和潜在问题，并在编辑器中实时显示错误提示和警告信息，帮助你及时发现和解决问题。

测试样例

编写代码

接下来我们以helloworld为测试项目，需要以下两个文件。

需要注意的是，这里的CMake文件要严格按照这个命名格式，否则CMake文件可能无效

为什么我们的CMake需要设置最低的CMake版本呢？

因为CMake是个不断迭代的工具（目前最新4.x，历史有3.x）。低版本的CMake可能无法解释高版本的CMake的内容，甚至产生不可预知的行为，为了防止这种情况发生，CMake 给我们提供了cmake_minimum_required，这个命令会在配置阶段（cmake命令执行时）检查当前 CMake 版本：

若当前版本低于最低要求，CMake 会直接终止并报错，明确提示 "需要至少 X.X 版本"，避免后续因版本不兼容导致的模糊错误。

若当前安装的版本满足要求，则继续执行后续配置流程。

CMake 里的 "目标" 是什么？

在 CMake 中，"目标（Target）" 代表了一个需要被生成的实体，如可执行文件、静态库/动态库等，和Makefile里的目标是一个意思，它是现在CMake里最核心的3个概念之一。

main.cpp

cpp 复制代码

#include<iostream>

int main()
{
    std::cout<<"hello world\n";
    return 0;
}

CMakeLists.txt

bash 复制代码

#1设置构建该工程的CMake最低版本
cmake_minimum_required(VERSION 3.18)
#2设置项目名称
project(helloworld)
#3添加构建目标
add_executable(main main.cpp)#第一个参数为目标可执行程序名称，第二个为依赖文件

运行cmake .后即可生成文件：

生成的Makefile文件内容是这样的

bash 复制代码

# CMAKE generated file: DO NOT EDIT!
# Generated by "Unix Makefiles" Generator, CMake Version 4.2

# Default target executed when no arguments are given to make.
default_target: all
.PHONY : default_target

# Allow only one "make -f Makefile2" at a time, but pass parallelism.
.NOTPARALLEL:

#=============================================================================
# Special targets provided by cmake.

# Disable implicit rules so canonical targets will work.
.SUFFIXES:

# Disable VCS-based implicit rules.
% : %,v

# Disable VCS-based implicit rules.
% : RCS/%

# Disable VCS-based implicit rules.
% : RCS/%,v

# Disable VCS-based implicit rules.
% : SCCS/s.%

# Disable VCS-based implicit rules.
% : s.%

.SUFFIXES: .hpux_make_needs_suffix_list

# Command-line flag to silence nested $(MAKE).
$(VERBOSE)MAKESILENT = -s

#Suppress display of executed commands.
$(VERBOSE).SILENT:

# A target that is always out of date.
cmake_force:
.PHONY : cmake_force

#=============================================================================
# Set environment variables for the build.

# The shell in which to execute make rules.
SHELL = /bin/sh

# The CMake executable.
CMAKE_COMMAND = /usr/bin/cmake

# The command to remove a file.
RM = /usr/bin/cmake -E rm -f

# Escaping for special characters.
EQUALS = =

# The top-level source directory on which CMake was run.
CMAKE_SOURCE_DIR = /home/loukou-ruizi/cmake-learning/helloworld

# The top-level build directory on which CMake was run.
CMAKE_BINARY_DIR = /home/loukou-ruizi/cmake-learning/helloworld

#=============================================================================
# Targets provided globally by CMake.

# Special rule for the target edit_cache
edit_cache:
	@$(CMAKE_COMMAND) -E cmake_echo_color "--switch=$(COLOR)" --cyan "No interactive CMake dialog available..."
	/usr/bin/cmake -E echo No\ interactive\ CMake\ dialog\ available.
.PHONY : edit_cache

# Special rule for the target edit_cache
edit_cache/fast: edit_cache
.PHONY : edit_cache/fast

# Special rule for the target rebuild_cache
rebuild_cache:
	@$(CMAKE_COMMAND) -E cmake_echo_color "--switch=$(COLOR)" --cyan "Running CMake to regenerate build system..."
	/usr/bin/cmake --regenerate-during-build -S$(CMAKE_SOURCE_DIR) -B$(CMAKE_BINARY_DIR)
.PHONY : rebuild_cache

# Special rule for the target rebuild_cache
rebuild_cache/fast: rebuild_cache
.PHONY : rebuild_cache/fast

# The main all target
all: cmake_check_build_system
	$(CMAKE_COMMAND) -E cmake_progress_start /home/loukou-ruizi/cmake-learning/helloworld/CMakeFiles /home/loukou-ruizi/cmake-learning/helloworld//CMakeFiles/progress.marks
	$(MAKE) $(MAKESILENT) -f CMakeFiles/Makefile2 all
	$(CMAKE_COMMAND) -E cmake_progress_start /home/loukou-ruizi/cmake-learning/helloworld/CMakeFiles 0
.PHONY : all

# The main clean target
clean:
	$(MAKE) $(MAKESILENT) -f CMakeFiles/Makefile2 clean
.PHONY : clean

# The main clean target
clean/fast: clean
.PHONY : clean/fast

# Prepare targets for installation.
preinstall: all
	$(MAKE) $(MAKESILENT) -f CMakeFiles/Makefile2 preinstall
.PHONY : preinstall

# Prepare targets for installation.
preinstall/fast:
	$(MAKE) $(MAKESILENT) -f CMakeFiles/Makefile2 preinstall
.PHONY : preinstall/fast

# clear depends
depend:
	$(CMAKE_COMMAND) -S$(CMAKE_SOURCE_DIR) -B$(CMAKE_BINARY_DIR) --check-build-system CMakeFiles/Makefile.cmake 1
.PHONY : depend

#=============================================================================
# Target rules for targets named main

# Build rule for target.
main: cmake_check_build_system
	$(MAKE) $(MAKESILENT) -f CMakeFiles/Makefile2 main
.PHONY : main

# fast build rule for target.
main/fast:
	$(MAKE) $(MAKESILENT) -f CMakeFiles/main.dir/build.make CMakeFiles/main.dir/build
.PHONY : main/fast

main.o: main.cpp.o
.PHONY : main.o

# target to build an object file
main.cpp.o:
	$(MAKE) $(MAKESILENT) -f CMakeFiles/main.dir/build.make CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o
.PHONY : main.cpp.o

main.i: main.cpp.i
.PHONY : main.i

# target to preprocess a source file
main.cpp.i:
	$(MAKE) $(MAKESILENT) -f CMakeFiles/main.dir/build.make CMakeFiles/main.dir/main.cpp.i
.PHONY : main.cpp.i

main.s: main.cpp.s
.PHONY : main.s

# target to generate assembly for a file
main.cpp.s:
	$(MAKE) $(MAKESILENT) -f CMakeFiles/main.dir/build.make CMakeFiles/main.dir/main.cpp.s
.PHONY : main.cpp.s

# Help Target
help:
	@echo "The following are some of the valid targets for this Makefile:"
	@echo "... all (the default if no target is provided)"
	@echo "... clean"
	@echo "... depend"
	@echo "... edit_cache"
	@echo "... rebuild_cache"
	@echo "... main"
	@echo "... main.o"
	@echo "... main.i"
	@echo "... main.s"
.PHONY : help



#=============================================================================
# Special targets to cleanup operation of make.

# Special rule to run CMake to check the build system integrity.
# No rule that depends on this can have commands that come from listfiles
# because they might be regenerated.
cmake_check_build_system:
	$(CMAKE_COMMAND) -S$(CMAKE_SOURCE_DIR) -B$(CMAKE_BINARY_DIR) --check-build-system CMakeFiles/Makefile.cmake 0
.PHONY : cmake_check_build_system

接下来就是make

运行成功。

流程总结

第一步：编写cmake 配置文件（定义要生成的目标以及源代码列表）

第二步：使用cmake 生成Makefile

第三步：使用make 编译工程

本期关于CMake介绍就到这里了。后续我们还会进一步深入学习CMake的知识。

封面图自取：