Makefile(超详细一文读懂)
Makefile 是用于管理项目构建过程的工具，广泛用于 C/C++ 等语言的编译。它通过定义规则和指令，自动化编译、链接等步骤，大大简化了开发者的工作。下面将详细介绍 Makefile 的基本概念、语法规则以及一些高级用法。
1. Makefile 的基本概念
Makefile 是 make 命令所读取的配置文件，包含了构建项目的规则。其主要作用是检查项目文件的依赖关系，自动执行必要的命令，从而更新目标文件。一般来说，Makefile 主要包括以下三部分内容：
- 目标（Target）：需要生成的文件，例如可执行文件。
- 依赖（Dependencies）：生成目标所依赖的文件或目标。
- 命令（Commands）：构建目标时需要执行的命令。
2. Makefile 的基本语法
Makefile 的基本语法由规则（rule）组成，基本格式如下：
target: dependenciescommand
- target：目标文件，可以是一个目标文件或一个动作名称（例如：
all,clean）。 - dependencies：生成目标所依赖的文件或其他目标。
- command：构建目标的命令，必须以
Tab键开头。
示例：
main.o: main.cppg++ -c main.cpp -o main.o
上述规则表示，当 main.o 文件不存在或 main.cpp 被修改后，执行命令 g++ -c main.cpp -o main.o 来生成 main.o。
3. Makefile 的工作原理
make 会根据 Makefile 中的规则，依次检查目标文件的时间戳和依赖文件的时间戳。如果依赖文件的时间戳比目标文件新，或者目标文件不存在，make 就会执行对应的命令来更新目标文件。make 会递归检查依赖关系，直到所有目标都更新完成。
4. 变量的使用
Makefile 支持定义变量，可以简化重复的命令。变量的定义格式为：
VARIABLE_NAME = value
在引用变量时使用 $(VARIABLE_NAME)，如：
CC = g++
CFLAGS = -Wall -gmain.o: main.cpp$(CC) $(CFLAGS) -c main.cpp -o main.o
上述例子中，使用变量 $(CC) 和 $(CFLAGS) 来替代具体的编译器(g++)和编译选项(-wall -g)。
5. 常用的内置变量
$@：表示目标文件。$^：表示所有的依赖文件。$<：表示第一个依赖文件。
示例：
main: main.o utils.o$(CC) -o $@ $^
在这里，$@ 表示目标文件 main，$^ 表示所有的依赖文件 main.o 和 utils.o。
6. 伪目标
伪目标（phony targets）并不是文件，而是一种命令名称，可以用于执行一些常见的操作，如清理构建文件。它们通常定义为：
.PHONY: clean
clean:rm -f *.o main
clean 是一个伪目标，用于删除中间文件和可执行文件。
代码示例：
以下是一个简单的 Makefile 示例，适用于一个包含多个源文件的 C++ 项目。假设项目目录结构如下：
project/
├── Makefile
├── main.cpp
├── utils.cpp
├── utils.h
Makefile 内容如下：
# Compiler
CXX = g++# Compiler flags
CXXFLAGS = -Wall -std=c++17# Source files
SRCS = main.cpp utils.cpp# Object files (replace .cpp with .o)
OBJS = $(SRCS:.cpp=.o)# Output executable name
TARGET = app# Default rule to build the target
all: $(TARGET)# Rule to link object files into the executable
$(TARGET): $(OBJS)$(CXX) $(CXXFLAGS) -o $(TARGET) $(OBJS)# Rule to compile source files into object files
%.o: %.cpp$(CXX) $(CXXFLAGS) -c $< -o $@# Clean rule to remove object files and executable
clean:rm -f $(OBJS) $(TARGET)# Phony targets to avoid conflicts with file names
.PHONY: all clean
代码详解：
CXX = g++
CXXFLAGS = -Wall -std=c++17
CXX = g++: 定义了编译器使用g++。CXXFLAGS = -Wall -std=c++17: 设置编译选项：-Wall: 启用所有常见的编译警告，有助于发现潜在的错误。-std=c++17: 指定使用 C++17 标准。
SRCS = main.cpp utils.cpp
OBJS = $(SRCS:.cpp=.o)
SRCS = main.cpp utils.cpp: 定义了项目中所有的源文件。OBJS = $(SRCS:.cpp=.o): 使用 Makefile 的模式替换功能，将.cpp文件名替换为.o，生成对象文件列表。$(SRCS:.cpp=.o)表示将SRCS中的所有.cpp文件转换为.o文件。
TARGET = app
TARGET = app: 指定编译生成的可执行文件的名称为 app。
all: $(TARGET)
all: $(TARGET): 这是默认目标。当你在命令行中运行 make 时，默认执行 all 规则。它会依赖于 $(TARGET)，即生成指定的目标可执行文件。
$(TARGET): $(OBJS)$(CXX) $(CXXFLAGS) -o $(TARGET) $(OBJS)
$(TARGET): $(OBJS): 定义如何生成目标文件（app）。它依赖于所有的对象文件$(OBJS)。$(CXX) $(CXXFLAGS) -o $(TARGET) $(OBJS): 使用指定的编译器和编译选项，将对象文件$(OBJS)链接成可执行文件app。
%.o: %.cpp$(CXX) $(CXXFLAGS) -c $< -o $@
%.o: %.cpp: 定义一个通用规则，表示如何将任意.cpp文件编译为对应的.o文件。$(CXX) $(CXXFLAGS) -c $< -o $@: 使用编译器选项$(CXXFLAGS)，将源文件（$<表示依赖文件，即.cpp文件）编译成目标文件（$@表示目标文件，即.o文件）。
clean:rm -f $(OBJS) $(TARGET)
clean:: 定义一个名为clean的规则，用于删除编译生成的文件。rm -f $(OBJS) $(TARGET): 删除对象文件（$(OBJS)）和可执行文件（$(TARGET)）。-f选项用于强制删除并忽略不存在的文件。
.PHONY: all clean>PHONY: all clean:声明all和clean为目标，以避免与同名文件发生冲突。即使当前目录中存在名为all或clean的文件，make也不会将它们作为目标文件来处理。
main.cpp内容如下：
#include <iostream>
#include "utils.h"int main() {std::string name = "World";printGreeting(name);return 0;
}
utils.cpp内容如下：
#include <iostream>
#include "utils.h"void printGreeting(const std::string& name) {std::cout << "Hello, " << name << "!" << std::endl;
}
utils.h内容如下：
#ifndef UTILS_H
#define UTILS_H#include <string>// Function declaration
void printGreeting(const std::string& name);#endif // UTILS_H
如何编译和运行
1.使用前面提供的 Makefile，在项目根目录下执行 make。
make2.生成的可执行文件名为 app，运行它：
./app
这将输出：
\Hello, World!