CMake 生成器-编程知识

CMake 生成器

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关于 CMake 的讨论已有不少，因为 CMake 无疑是一个伟大的工具。如果你搜索“CMake”，你肯定会看到这样一句话：“CMake 不是一个构建系统，而是一个构建系统生成器”。因此，本篇文章的内容主要围绕什么是 CMake 生成器，为什么 CMake 支持这么多生成器，以及在开发中何时使用。但在开始探讨这些问题之前，我们先复习一下 CMake 构建进程。

在这里插入图片描述上图中的配置（Configure）步骤仅与 GUI 构建相关。在使用 CMake 命令行时，生成（Generate）命令在内部处理配置步骤。但是生成步骤具体是做什么呢？请看下文。

CMake 生成器

什么是 CMake 生成器？从上图可以看出，本机构建工具负责实际编译源文件。这些构建工具要求它们的输入以特定的形式呈现，例如，Makefile。CMake 生成器负责为本机构建工具创建此输入。在生成步骤中，只有一个 CMake 生成器参与构建输出的创建。

生成器的类型

总的来说，有两种 CMake 生成器。

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命令行构建工具生成器

这类生成器支持命令行构建工具。CMake 是从一个命令行调用的，该命令行的环境已经为所选的编译器和构建工具进行了配置。

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Make 是一个著名的 Unix 实用程序，Makefiles 是它的输入。也有文章已深入探讨为何 CMake 完胜 Make。一些非标准的 Makefiles，受其他平台的程序支持。CMake 支持的一些非标准组件包括：

Borland Makefiles
MSYS Makefiles
MinGW Makefiles
NMake Makefiles
NMake Makefiles JOM
Watcom WMake

对于这些不同的 Makefiles，实际编译中使用的工具是不同的。例如，在Borland Makefile 中，用于编译 C++ 文件的编译器称为 bcc32。而 Nmake，是与微软 Visual Studio 捆绑的 make 工具，使用的编译器则是微软 C++ 编译器，cl。

尽管 make 已经存在很长时间了，但是维护 Makefiles 的复杂性促使了其他构建系统的开发——其中最成功的是 Ninja。Ninja 代替 make 的独特卖点，在于 Ninja 支持并行构建。在 Ninja 中，构建总是并行运行，而 make 依赖于底层编译器支持的标志来实现这一点。由于 Ninja 是一个现代工具，其暗含的意思是拥有多核 CPU，且所有 CPU 都可以在构建过程中使用，从而提高吞吐量。另外，Ninja 确保在命令完成前缓存其输出，这让并行编译期间出现的错误或失败显而易见。（如果你想进一步减少编译时间，可以查看 Incredibuild 解决方案。这个方案打破了一个系统的局限，让构建在本地网络甚至云中的空闲 CPU 上并发分布进行，因此构建速度非常快。）

构建工具生成器

夜间自动构建，人工干预最少，命令行构建工具生成器显然是最佳选择。然而，当开发人员试图使用集成开发环境调试程序时，从源文件和 CMakeLists.txt这些熟悉的开发环境中进行，调试难度将大大降低。CMake 支持以下 IDE：

Visual Studio (从版本 6 到版本16)
Xcode
CodeBlocks
CodeLite
Eclipse CDT
Kate
Sublime Text 2

CMake 生成器表达式

在编译器的世界里，表达式是需要计算的东西。例如，考虑下面的 C++ 行，其中包含三个变量 a、b 和 c：a = b + c;

这是一个赋值语句，在赋值的右侧包含一个表达式 b+c。表达式 b+c 将被求值，其值将被赋给变量 a。

CMake 有一种语言可以编写 CMakeLists.txt 文件（以及编写脚本和模块）。当然，像你我这样的凡人不需要理解 CMake 语言就可以使用 CMake。生成器表达式用于 CMakeLists.txt 文件或其他地方（一些突出的地方，凭借我们有限的 CMake 语言理解不了）。说实话，我自己也不太喜欢生成器表达式，我相信可读性应该优于简洁性。所以，如果你看到一些类似的东西：
$abc:xyz

这意味着，如果生成器表达式 abc 的计算结果为正确，则生成器表达式的值为 xyz，否则为空字符串。让我们举个例子来说明这一点。将以下内容另存为 CMakeLists.txt 文件。
cmake_minimum_required(VERSION 3.8)
project(TestingGenerators)
message(STATUS “This message can be seen during generation”)
add_custom_target(print ${CMAKE_COMMAND} -E echo $<0:hello> $<0:world>)

先用这个命令生成:
cmake -S. -BBuild -G “Ninja”

然后构建自定义目标:
cmake –build . –target print

此时不应该得到任何输出。现在将上面的文件更改为:
add_custom_target(print ${CMAKE_COMMAND} -E echo $<1:hello> $<1:world>)

在命令行上，应该显示“hello world”。1 表示计算结果为正确，因此有一些输出，而 0 则表示计算结果错误，因此没有输出。这是通过一篇普通的博客文章可以解释的最低限度。如果你对生成器表达式感兴趣，我建议可以阅读 CMake 文件。