如何编写一个CMakeLists.txt文件（由简到难，较详细）

在Linux系统下，经常使用CMakeLists.txt文件来链接、编译C++工程，大部分人clone的代码里都是有CMakeLists.txt文件的，只需要cmake .. 和make就完事了，但在工作中，你必须要有从无到有编写CMakeLists.txt文件的能力。

一、简单CMakeLists.txt文件的编写

1.先看文件目录

在repository4文件夹下存在好几个C++相关的文件和一个CMakeLIsts.txt文件，文件清单如下表：

以上除CMakeLists.txt文件以外的文件自己在保证调用、语法、功能正确的前提下随便编写。

2.编写CMakeLists.txt文件

（1）编写简单CMakeLists.txt文件的流程

（2）编写简单CMakeLists.txt文件

cmake_minimum_required(VERSION 3.16)  #cmake最低版本要求，不得高于你计算机安装的版本set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)  #指定C++标准project(test_calculate)  #设置项目名称“test_calculate”aux_source_directory(${PROJECT_SOURCE_DIR} SRC)  #添加源文件到变量SRC中，宏PROJECT_SOURCE_DIR指的是正在编写的CMakeLists.txt文件所在的文件夹include_directories(${PROJECT_SOURCE_DIR})  #制定头文件路径，${}符号是CMake语法中从变量取出变量的值的符号add_executable(test_cacl ${SRC})  #使用源文件生成可执行文件test_cacl,源文件的路径及名称位于SRC变量中

这是非常简单的一个CMakeLists.txt文件，仅用于新手了解cmake的体验装。

3.建立build文件夹，运行CMakeLists.txt文件，测试文件是否编写正确

建立build文件夹是为了保证源码文件的整洁，链接、编译生成的文件均在build文件夹下。

mkdir build  #在repository4文件夹下执行此命令生成build文件夹
cd build  #进入build文件夹
cmake ..  #使用CMakeLists.txt文件链接项目
make  #编译项目 生成可执行文件
./test_calc  #在编译正确后，运行生成的可执行文件test_calc

运行截图如下

4.稍微改进一下，显得整齐点

上面文件夹的内容显得比较凌乱，对其进行整理，整理后的文件目录如下，文件内容不变

将函数实现的cpp文件放在src目录下，将头文件放在include目录下
对应的CMakeLists.txt文件的内容如下

cmake_minimum_required(VERSION 3.16)set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)project(test_calculate)aux_source_directory(${PROJECT_SOURCE_DIR}/src SRC)  #修改include_directories(${PROJECT_SOURCE_DIR}/include)  #修改add_executable(test_cacl ${SRC} test_calc.cpp)  #修改

执行命令不变！

二、编写嵌套CMakeLists.txt文件

1.先看文件目录

在repository5文件夹下存在好几个C++相关的文件和一个CMakeLIsts.txt文件，文件清单如下表：

这些文件总共生成两个可执行文件，一个是计算相关的calc，一个是转换大小写字母的conv，我们需要在实现头文件中声明的那些函数的源文件所在的文件夹、调用头文件中函数的测试文件(main函数)所在的文件夹 以及 工程项目repository文件夹中创建CMakeLists.txt文件。
以上除CMakeLists.txt文件以外的文件自己在保证调用、语法、功能正确的前提下随便编写。

2.编写嵌套CMakeLists.txt文件

（1）编写嵌套CMakeLists.txt文件的流程

（2）编写外层CMakeLists.txt文件

cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
project(test)#添加子文件夹
add_subdirectory(calc)
add_subdirectory(conv)
add_subdirectory(test_calc)
add_subdirectory(test_conv)

（3）编写内层CMakeLists.txt文件
a.编写calc文件夹中的CMakeLists.txt文件

cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
project(calc)aux_source_directory(./ SRC)  # ./=${PROJECT_SOURCE_DIR},在当前CMakeLists.txt所在文件夹（calc）中搜索源文件，并放置在SRC变量中
include_directories(../include)  #添加头文件路径，../表示上一层目录，../include即在上一层目录下的include中
add_library(calculate STATIC ${SRC})  #取出SRC变量的值，生成一个名为calculate的静态库

b.编写test_calc文件夹中的CMakeLists.txt文件

cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
project(calculator)
aux_source_directory(./ SRC)
include_directories(../include)link_libraries(calculate)  #链接生成的静态库
add_executable(calculator ${SRC})  #生成名为calculator的可执行文件

与calc相关的CMakeLists.txt就写好了

c.剩下的两个与conv相关的CMakeLists.txt文件其实与上面两个编写是一样的，只是更改一下相关名称而已，其内容如下：
conv文件夹中的CMakeLists.txt:

cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
project(conv)aux_source_directory(./ SRC)
include_directories(../include)
add_library(convert STATIC ${SRC})

test_conv文件夹中的CMakeLists.txt:

cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
project(convertor)
aux_source_directory(./ SRC)
include_directories(../include)
link_libraries(convert)
add_executable(convertor ${SRC})

3.在项目文件夹下创建build文件夹，测试刚才编写的CMakeLists.txt文件

mkdir build
cd build
cmake ..
make
./test_conv/convertor

4. 同样改进一下，指定一下生成的库、可执行文件的存放目录

（1）在外层CMakeLists.txt文件中定义要存放生成的库、可执行文件的变量以及路径

set(LIBPATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/lib)  #设置生成库的路径，并放置在变量LIBPATH中
set(EXEPATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/bin)  #设置可执行文件的路径，并放置在变量EXEPATH中
#文件夹bin和lib会自动生成

（2）在内层CMakeLists.txt文件中使用上面两个全局变量LIBPATH和EXEPATH

set(LIBRARY_OUTPUT_PATH ${LIBPATH})  #设置库的生成目录，在calc和conv文件夹下的CMakeLists.txt中添加
link_directories(../lib)  #设置要链接的库的目录，在test_calc和test_conv文件夹下的CMakeLists.txt中添加
set(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${EXEPATH})  #设置可执行文件的生成目录，在test_calc和test_conv文件夹下的CMakeLists.txt中添加

（3）添加后在当前工程的build路径下执行以下命令来测试CMakeLists.txt文件

cmake ..
make
../bin/convertor  #当前在build文件夹中，bin文件夹和build并列，因此需要../

三、cmake常用函数

1.基础命令

2.包含库文件

link_libraries(<static lib> [<static lib>...])

参数1：指定出要链接的第一个静态库的名字，可以是全名 libxxx.a，也可以是掐头（lib）去尾（.a）之后的名字 xxx；
参数2-N：要链接的其它静态库的名字（根据实际情况是否需要）；
如果该静态库不是系统提供的（自己制作或者使用第三方提供的静态库）可能出现静态库找不到的情况，此时可以将静态库的路径也指定出来：

link_directories(<lib path>)

在cmake中链接动态库的命令如下:

target_link_libraries(<target> <PRIVATE|PUBLIC|INTERFACE> <item>... [<PRIVATE|PUBLIC|INTERFACE> <item>...]...)

target：指定要加载的库的文件的名字：该文件可能是一个源文件、一个动态库/静态库文件、一个可执行文件
PRIVATE|PUBLIC|INTERFACE：动态库的访问权限，默认为PUBLIC；
如果各个动态库之间没有依赖关系，无需做任何设置，三者没有没有区别，一般无需指定，使用默认的 PUBLIC 即可，动态库的链接具有传递性，如果动态库 A 链接了动态库B、C，动态库D链接了动态库A，此时动态库D相当于也链接了动态库B、C，并可以使用动态库B、C中定义的方法。

3.日志

message([STATUS|WARNING|AUTHOR_WARNING|FATAL_ERROR|SEND_ERROR] "message to display" ...)

(无) ：重要消息
STATUS ：非重要消息
WARNING：CMake 警告, 会继续执行
AUTHOR_WARNING：CMake 警告 (dev), 会继续执行
SEND_ERROR：CMake 错误, 继续执行，但是会跳过生成的步骤
FATAL_ERROR：CMake 错误, 终止所有处理过程
例如：

# 输出一般日志信息
message(STATUS "source path: ${PROJECT_SOURCE_DIR}")
# 输出警告信息
message(WARNING "source path: ${PROJECT_SOURCE_DIR}")
# 输出错误信息
message(FATAL_ERROR "source path: ${PROJECT_SOURCE_DIR}")

4.变量操作

列表排序

list (SORT <list> [COMPARE <compare>] [CASE <case>] [ORDER <order>])
/*
COMPARE：指定排序方法。有如下几种值可选：STRING:按照字母顺序进行排序，为默认的排序方法FILE_BASENAME：如果是一系列路径名，会使用basename进行排序NATURAL：使用自然数顺序排序
CASE：指明是否大小写敏感。有如下几种值可选：SENSITIVE: 按照大小写敏感的方式进行排序，为默认值INSENSITIVE：按照大小写不敏感方式进行排序
ORDER：指明排序的顺序。有如下几种值可选：ASCENDING:按照升序排列，为默认值DESCENDING：按照降序排列
*/

5.宏定义

在进行程序测试的时候，我们可以在代码中添加一些宏定义，通过这些宏来控制这些代码是否生效，如下所示：

#include <stdio.h>
#define NUMBER  3int main()
{int a = 10;
#ifdef DEBUGprintf("我是一个程序猿, 我不会爬树...\n");
#endiffor(int i=0; i<NUMBER; ++i){printf("hello, GCC!!!\n");}return 0;
}

在程序的第七行对DEBUG宏进行了判断，如果该宏被定义了，那么第八行就会进行日志输出，如果没有定义这个宏，第八行就相当于被注释掉了，因此最终无法看到日志输入出（上述代码中并没有定义这个宏）。
为了让测试更灵活，我们可以不在代码中定义这个宏，而是在测试的时候去把它定义出来，其中一种方式就是在gcc/g++命令中去指定，如下：

gcc test.c -DDEBUG -o app

在gcc/g++命令中通过参数 -D指定出要定义的宏的名字，这样就相当于在代码中定义了一个宏，其名字DEBUG。
在CMake中我们也可以做类似的事情，对应的命令叫做add_definitions():

add_definitions(-D宏名称)//针对上面的例子在对应CMakeLists.txt文件中写这句就等于gcc test.c -DDEBUG -o app
//add_definitions(-DDEBUG)

下面的列表中为大家整理了一些CMake中常用的宏：