CMake入门教程【基础篇】CMake是什么？为什么学习CMake

CMake：一个强大的软件构建系统
CMake是构建C++代码的事实标准，每月下载量超过200万次。它是一个强大而全面的解决方案，用于管理软件构建过程。通过访问我们的资源部分，获取成功利用CMake所需的一切信息。

1.CMake简介

CMake已成为最受欢迎的构建系统之一。它是一个开源的、跨平台的工具，主要用于自动化构建过程，管理编译和测试等。CMake通过简化构建配置，为开发者提供了一种有效的方法来编译和测试他们的软件，特别是在涉及多个平台和编译器的复杂项目中

2.为什么要学习CMake

• 跨平台构建能力

CMake支持多个操作系统，如Windows、Linux和macOS。学习CMake意味着能够创建可以在多种平台上编译的软件，这对于开发跨平台应用至关重要。

• 广泛应用

CMake被广泛应用于许多开源和商业项目。掌握CMake能够让你更容易参与这些项目，并且在职业发展上具有竞争优势，尤其是在系统软件、游戏开发和大型企业级应用的开发中。

• 支持现代化工作流

CMake与现代开发工具和实践（如持续集成、自动化测试）无缝集成。学习CMake可以帮助你建立高效和自动化的开发流程。

• 提高项目的可维护性
  CMake的脚本化和模块化特性使得项目构建过程更加清晰、可维护。学习CMake可以帮助你更好地管理复杂的构建配置，尤其对于大型项目。

• 社区和文档支持

CMake有一个活跃的社区和丰富的文档资源，提供了强大的学习和支持网络。这意味着遇到问题时，你可以轻松找到解决方案或获得帮助。

• 兼容性和可扩展性

CMake兼容多种编译器和工具链，提供高度的可扩展性。学习CMake可以使你能够灵活地处理各种构建需求，适应不同项目的特定要求。

• 个人能力提升

对于个人开发者来说，学习CMake是提升自己技能的一个重要方面。它不仅增强了你的项目管理能力，也提高了你解决复杂问题的能力

3.什么样的项目需要用CMake

3.1大型或复杂项目

• 多源文件和模块：对于包含大量源文件和多个模块的项目，CMake可以有效地管理和组织这些文件和模块。
• 多目标构建：如果一个项目需要生成多个目标（如库文件、可执行文件等），CMake可以轻松配置不同的构建规则和目标。

3.2跨平台项目

• 多操作系统支持：对于需要在Windows、Linux和macOS等多个操作系统上运行的项目，CMake可以生成特定于平台的构建文件。
• 不同编译器兼容：如果项目需要支持GCC、Clang、MSVC等多种编译器，CMake提供了方便的工具来处理不同编译器的特定需求。

3.3需要高度定制化构建的项目

• 特殊构建要求：对于具有特殊构建需求的项目，例如需要定制编译器标志、链接库或者预处理器定义，CMake提供了高度的可配置性。
• 自动化测试和打包：CMake支持集成测试（包括CTest）和打包（包括CPack），这对于需要自动化测试和发布的项目非常有用。

3.4 研究和开源项目

• 代码共享和协作：对于需要多人协作的开源项目，CMake的通用性和广泛的社区支持使得代码共享和协作更加容易。
• 文档生成：CMake可以集成如Doxygen这样的文档生成工具，对于需要生成详细文档的项目特别有用。

3.5小型或简单项目

• 学习和教育：即使对于小型或个人项目，使用CMake也是一种学习现代构建系统的好方法。
• 可扩展性：即便是小项目，使用CMake也意味着将来项目扩展时，构建系统无需重写。

4.CMake的作用

• 跨平台构建

CMake的主要作用之一是支持跨平台构建。无论是在Windows、Linux还是macOS上，CMake都可以生成对应平台的构建文件，如Makefile或Visual Studio工程文件。

• 管理和配置

CMake帮助开发者管理整个项目的源文件、库、依赖项和设置。它使用简单的脚本语言来描述如何构建和测试软件。

• 模块化和扩展

CMake支持模块化构建，允许开发者通过“子项目”将大型代码库分解为更小、更易于管理的部分。这使得CMake非常适合大型或复杂的软件项目。

5.支持的编译器

CMake支持各种流行的C、C++和Fortran编译器，包括但不限于：

5.1Windows平台

• Microsoft Visual Studio：广泛用于Windows平台的商业编译器和集成开发环境。
• MinGW/GCC：MinGW或MinGW-w64提供了Windows上的GNU编译器集合。
• Clang：在Windows上，Clang可以独立使用或与Visual Studio集成。

5.2Unix/Linux平台

• GCC：GNU编译器集合，Linux下最常用的编译器。
• Clang：基于LLVM的编译器，以其优异的性能和现代化特性而闻名。
• Intel C++ Compiler (ICC)：Intel的高性能编译器，特别优化了在Intel处理器上的性能。

5.3macOS平台

• Apple Clang：苹果对Clang编译器的特定版本和修改，通常与Xcode集成。
• GCC：尽管在macOS上不如Apple Clang流行，但GCC仍然可用。

5.4其他编译器

• IBM XL C/C++ Compiler：在IBM的一些系统上使用。
• HP aC++：在HP-UX操作系统上使用。
• Solaris Studio：在Oracle Solaris操作系统上使用。

5.5支持的平台

CMake支持的平台覆盖了大多数常用的操作系统：

• Windows：从Windows XP到最新的Windows 10，包括Windows Server版本。
• Linux：支持多种Linux发行版，如Ubuntu、Fedora、CentOS等。
• macOS：支持多个版本的macOS，通常与最新的几个版本保持兼容。
• BSD：包括FreeBSD、OpenBSD等。
• Solaris：以及其他基于Unix的系统如AIX、HP-UX等。
• 跨平台框架：比如可以为Java虚拟机 (JVM) 或.NET环境创建构建脚本。

CMake的重要性

• 提高效率

自动化的构建过程显著提高了开发效率。开发者可以专注于编码，而不必花费大量时间在构建和配置上。

• 促进协作

CMake的通用性和跨平台特性促进了团队间的协作，因为所有人都可以在他们选择的环境中使用相同的构建配置。

• 支持现代实践

CMake支持现代软件开发实践，如持续集成（CI）和测试驱动开发（TDD）。它可以与各种CI工具无缝集成，从而提高软件质量和可靠性。

6CMake的优势

• 跨平台兼容性：CMake的配置文件可以在多个平台上运行，无需修改。
• 灵活性和扩展性：CMake脚本可以根据项目需求灵活配置。
• 强大的用户社区：CMake拥有一个活跃的社区，提供大量文档、教程和支持。

7.使用CMake的开源项目

CMake由于其强大的跨平台构建能力，在开源社区中得到了广泛的应用。许多知名的开源项目都使用CMake作为其构建工具。以下是一些著名的开源项目，它们都使用CMake：

• LLVM项目：LLVM是一个广泛使用的编译器和工具链基础设施项目，它使用CMake来构建自己的庞大代码库。
  

• Blender：Blender是一个非常流行的开源3D内容创建套件，它使用CMake来处理其复杂的构建过程。

• KDE：作为一个著名的桌面环境，KDE使用CMake来构建其大量的应用程序和库。
  

• OpenCV：OpenCV是一个广泛使用的计算机视觉库，它使用CMake来简化跨平台的构建和部署过程。
  

• Qt：虽然Qt有自己的构建系统（qmake），但许多基于Qt的项目，包括Qt本身的一些部分，都使用CMake作为构建工具。

• CMake自身：作为一个构建系统，CMake自身也是一个开源项目，它自然使用自己的工具来构建自身。

• VTK（Visualization Toolkit）：一个开源的科学可视化套件，广泛用于图像处理和图形渲染，也使用CMake。
  等等

这些项目展示了CMake在不同领域和不同规模项目中的应用，从而证明了其灵活性和强大功能。使用CMake，这些项目能够有效地管理复杂的构建过程，并确保其软件能够在多种操作系统和平台上编译和运行。