在 CMakeLists.txt 中设置 C++23 标准

1. 引言

随着 C++ 标准的不断演进，C++23 引入了许多新特性和改进，如 std::expected、std::print、std::mdspan 等。要在你的 C++ 项目中使用这些新特性，首先需要在构建系统中正确配置 C++23 标准。CMake 是目前最流行的跨平台构建系统之一，本文将详细介绍如何在 CMakeLists.txt 文件中设置 C++23 标准。

2. 设置 C++ 标准的方法

CMake 提供了多种方式来指定 C++ 标准，以下是几种常用方法，从现代到传统排序。

2.1 使用 target_compile_features（推荐）

这是最现代、最推荐的方式，它允许你为特定的目标（可执行文件或库）指定所需的 C++ 特性，CMake 会自动推导出所需的最低标准版本。

cmake_minimum_required(VERSION 3.20)
project(MyProject)
add_executable(my_app main.cpp)
为 my_app 目标启用 C++23 标准
target_compile_features(my_app PRIVATE cxx_std_23)

优点：语义清晰，与目标绑定，CMake 会自动处理兼容性。

注意 ：需要 CMake 3.20 或更高版本才能识别 cxx_std_23。

2.2 使用 set_target_properties 设置 CXX_STANDARD

你可以直接为目标设置 CXX_STANDARD 属性。

cmake_minimum_required(VERSION 3.8)
project(MyProject)
add_executable(my_app main.cpp)
设置 my_app 目标使用 C++23 标准
set_target_properties(my_app PROPERTIES
CXX_STANDARD 23
CXX_STANDARD_REQUIRED ON
CXX_EXTENSIONS OFF
)

参数解释：

• CXX_STANDARD 23：指定使用 C++23 标准。
• CXX_STANDARD_REQUIRED ON：要求编译器必须支持 C++23，否则配置失败。
• CXX_EXTENSIONS OFF：禁用编译器扩展（如 GNU 扩展），确保使用标准的 ISO C++。

2.3 使用全局变量 CMAKE_CXX_STANDARD

如果你希望项目中所有目标都使用同一个 C++ 标准，可以设置全局变量。

cmake_minimum_required(VERSION 3.1)
project(MyProject)
为项目中所有目标设置 C++23 标准
set(CMAKE_CXX_STANDARD 23)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)
set(CMAKE_CXX_EXTENSIONS OFF)
add_executable(my_app main.cpp)
add_library(my_lib STATIC lib.cpp)

注意：此设置会影响之后定义的所有目标。

3. 检查编译器支持

并非所有编译器都完全支持 C++23。你可以在 CMakeLists.txt 中添加检查，或在配置时给出提示。

# 检查编译器是否声称支持 C++23
include(CheckCXXCompilerFlag)
check_cxx_compiler_flag("-std=c++23" COMPILER_SUPPORTS_CXX23)
if(COMPILER_SUPPORTS_CXX23)
message(STATUS "编译器支持 C++23")
else()
message(WARNING "当前编译器可能不支持完整的 C++23 标准，某些特性可能不可用。")
endif()

4. 完整示例

下面是一个完整的 CMakeLists.txt 示例，演示了如何为一个简单的项目设置 C++23 标准。

cmake_minimum_required(VERSION 3.20)
project(MyCpp23Project VERSION 1.0.0 LANGUAGES CXX)
方法1：全局设置（可选，与方法2任选其一）
set(CMAKE_CXX_STANDARD 23)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)
set(CMAKE_CXX_EXTENSIONS OFF)
添加可执行文件
add_executable(my_app main.cpp)
方法2：为目标设置（推荐）
target_compile_features(my_app PRIVATE cxx_std_23)
或者使用 set_target_properties
set_target_properties(my_app PROPERTIES
CXX_STANDARD 23
CXX_STANDARD_REQUIRED ON
CXX_EXTENSIONS OFF
)
可选：添加包含目录、链接库等
target_include_directories(my_app PRIVATE include)
target_link_libraries(my_app PRIVATE some_library)

5. 常见问题与解决

5.1 配置失败，提示 "Cannot specify compile features for target ..."

原因 ：target_compile_features 需要在 add_executable 或 add_library 之后调用。

解决：确保调用顺序正确。

5.2 编译器报错，不认识 C++23 特性

可能原因：

1. 编译器版本过低（如 GCC < 13, Clang < 16, MSVC < 19.34）。
2. CMake 生成的编译命令未正确包含 -std=c++23 标志。

解决：

• 升级编译器。
• 检查 CMake 生成的构建文件（如 build.ninja 或 Makefile），确认是否有 -std=c++23 标志。
• 尝试显式设置编译标志（不推荐，可能破坏跨平台性）：target_compile_options(my_app PRIVATE -std=c++23)

5.3 我想同时支持 C++17 和 C++23 怎么办？

通常为整个项目选择一个标准。如果库需要支持多标准，可以考虑使用条件编译或提供不同的构建目标。

6. 总结

在 CMakeLists.txt 中设置 C++23 标准主要有三种方式：

1. （最推荐） 使用 target_compile_features(my_target PRIVATE cxx_std_23)，需要 CMake 3.20+。
2. 使用 set_target_properties 设置 CXX_STANDARD 等属性。
3. 设置全局变量 CMAKE_CXX_STANDARD。

建议始终设置 CXX_STANDARD_REQUIRED ON 和 CXX_EXTENSIONS OFF 以确保严格的标准符合性和可移植性。配置后，即可在代码中安全地使用 C++23 的新特性。