Linux的makefile与进度条小程序实践

make命令

在linux中，make 是一个自动化构建工具，主要用于管理和控制项目的编译过程。它通过读取 Makefile（makefile） 文件中的规则和指令，自动执行所需的命令，以便构建可执行程序、库或其他文件。

主要功能

自动化构建：通过简单的命令（如 make），make 可以根据 Makefile 中的定义自动完成编译和链接过程。

处理依赖关系：make 会检查文件之间的依赖关系，只重新编译那些已更改的源文件，节省时间和资源。

多平台支持：make 是一种标准工具，可以在不同的 Unix-like 系统上使用。

使用方法

基本的 make 命令格式如下：

make [target]

target：要构建的目标。如果不指定目标，make 默认构建第一个目标。

常用选项

-f FILE：指定使用的 Makefile 文件，默认是 Makefile 或 makefile。
-j N：并行构建，N 是并行执行的任务数量。
-k：即使某个目标构建失败，也继续构建其他目标。
-n：显示将要执行的命令，但不实际执行。
-B：强制所有目标重新构建。

makefile文件

在 Makefile 中，语法结构相对简单，主要包括目标、依赖关系和命令。以下是一些基本语法元素：

基本结构

Makefile 的基本结构由规则、目标、依赖和命令组成：

target: dependenciescommand

target：要生成的文件或目标，可以是可执行文件、对象文件等。
dependencies：生成目标所依赖的文件列表。
command：用于生成目标的命令，必须TAB 开头。

使用案例

# 一个简单的示例 MakefileCC = gcc                # 指定编译器
CFLAGS = -Wall -g      # 编译选项# 定义目标
all: myprogram# 规则
myprogram: main.o utils.o$(CC) $(CFLAGS) -o myprogram main.o utils.o# 依赖规则
main.o: main.c$(CC) $(CFLAGS) -c main.cutils.o: utils.c$(CC) $(CFLAGS) -c utils.c# 清理命令
clean:rm -f myprogram *.o

变量定义

变量可以使用 = 或 := 定义：

VAR = value          # 延迟赋值
VAR := value         # 立即赋值

变量在命令中可以用 $(VAR) 访问：

$(CC) $(CFLAGS) -o myprogram main.o utils.o

内置变量(即系统定义的确定变量)

$@：目标文件的名称。
$<：第一个依赖文件的名称。
$^：所有依赖文件的名称。

伪目标

伪目标在 Makefile 中是一种特殊的目标，通常用于执行一些不会生成实际文件的命令，如清理、安装等。伪目标不依赖于文件的存在或更新，它们的存在主要是为了便于管理和执行特定的操作。

1. 伪目标的定义

伪目标通常使用 .PHONY 关键字进行声明，尽管在现代的 Make 工具中，即使不使用 .PHONY，伪目标仍然可以正常工作，但为了确保无论目标文件是否存在，命令都能被执行，建议声明它们为伪目标。

.PHONY: clean install

2. 用法示例

2.1 清理目标
清理目标是最常见的伪目标之一，用于删除生成的文件，如可执行文件和中间文件：

.PHONY: cleanclean:rm -f myprogram *.o

在这个示例中，运行 make clean 将会执行 rm -f myprogram *.o 命令，清除生成的文件。

2.2 安装目标
安装目标通常用于将编译好的文件复制到系统的某个目录：

.PHONY: installinstall:cp myprogram /usr/local/bin/

运行 make install 将把可执行文件复制到 /usr/local/bin/ 目录。

2.3 其他常用伪目标
all：通常是默认目标，表示构建所有需要的目标。
test：用于运行测试。

.PHONY: all testall: myprogramtest:./run_tests.sh

3. 伪目标的优点

独立于文件：伪目标不依赖于文件的存在，因此即使与目标同名的文件存在，也不会影响命令的执行。

提高可读性：伪目标使得 Makefile 更加清晰，便于维护和理解。

灵活性：可以根据需要定义任意数量的伪目标，以实现不同的功能。

4. 注意事项

尽管使用伪目标非常方便，但要注意确保每个伪目标的命令是无状态的，也就是说，每次执行该命令都应该产生相同的结果。
在定义伪目标时，应避免与实际文件名冲突，虽然不会影响功能，但可能会造成混淆。

模式规则

模式规则是 Makefile 中的一种强大特性，允许用户定义一组规则，用于处理一类文件的生成。这种规则通过模式匹配来简化和自动化构建过程，尤其是在处理大量文件时非常有效。

1. 什么是模式规则

模式规则的基本形式是：

pattern: prerequisitesrecipe

其中，pattern 是一个带有通配符的模式，可以使用 % 来匹配任何字符串。

2. 模式规则的语法

% 可以代表零个或多个字符。
模式规则的目标可以是多种类型的文件。
通常用于生成目标文件，例如从源文件生成对象文件。

3. 例子

3.1 基本示例
假设我们有多个 C 源文件，想要编译成相应的对象文件，可以使用如下模式规则：

%.o: %.cgcc -c $< -o $@

%.o 是目标模式，表示任意以 .o 结尾的文件。
%.c 是先决条件模式，表示任意以 .c 结尾的文件。
$< 是第一个先决条件，表示与目标匹配的源文件。
$@ 是当前目标的名字。

当你运行 make 并且有 file1.c 和 file2.c 时，Make 会自动生成 file1.o 和 file2.o。

3.2 多文件规则
可以使用模式规则一次性处理多个文件：

OBJ = file1.o file2.o file3.oall: $(OBJ)%.o: %.cgcc -c $< -o $@

在这个例子中，make all 会依次处理 file1.c、file2.c 和 file3.c，生成对应的对象文件。

4. 复合模式规则

可以在同一规则中定义多个目标。例如：

program: main.o utils.ogcc $^ -o program%.o: %.cgcc -c $< -o $@

这里，program 依赖于 main.o 和 utils.o，而 %.o: %.c 模式规则则用于生成这些对象文件。

条件语句

Makefile 支持条件语句，可以根据不同条件选择执行的命令：

1. ifeq

ifeq 用于判断两个字符串是否相等。

ifeq (条件1, 条件2)# 如果条件1 和 条件2 相等，执行的命令
endif

示例：

VAR = valueifeq ($(VAR), value)MESSAGE = "VAR is value"
elseMESSAGE = "VAR is not value"
endif

2.ifneq

ifneq 用于判断两个字符串是否不相等。

ifneq (条件1, 条件2)# 如果条件1 和 条件2 不相等，执行的命令
endif

示例：

VAR = valueifneq ($(VAR), other_value)MESSAGE = "VAR is not other_value"
endif

3. ifdef

ifdef 用于判断一个变量是否已定义。

ifdef VAR# 如果 VAR 已定义，执行的命令
endif

示例：

ifdef VARMESSAGE = "VAR is defined"
elseMESSAGE = "VAR is not defined"
endif

4. ifndef

ifndef 用于判断一个变量是否未定义。

ifndef VAR# 如果 VAR 未定义，执行的命令
endif

示例：

ifndef VARMESSAGE = "VAR is not defined"
endif

注释

注释以 # 开头，make 会忽略这一行的内容：

# 这是一个注释

makefile中的常用函数

常用的函数，可以帮助处理变量、文件和字符串等。下面是一些常见函数的语法和用法：

1. wildcard

语法: $(wildcard pattern…)

用途: 返回匹配模式的所有文件名。

示例:

SRCS = $(wildcard *.c)

这将把当前目录下所有的 .c 文件名存入 SRCS 变量中。

2. patsubst

语法: $(patsubst pattern, replacement, text)

用途: 将 text 中所有匹配 pattern 的部分替换为 replacement。

示例:

OBJS = $(patsubst %.c, %.o, $(SRCS))

这将把 SRCS 中的 .c 文件名转换为 .o 文件名。

3. subst

语法: $(subst find, replace, text)

用途: 在 text 中替换所有 find 字符串为 replace 字符串。

示例:

NEW_VAR = $(subst foo, bar, foo_baz)

NEW_VAR 的值将是 bar_baz。

4. filter

语法: $(filter pattern…, text)

用途: 从 text 中筛选出与 pattern 匹配的单词。

示例:

SRC_FILES = file1.c file2.c file3.h
C_FILES = $(filter %.c, $(SRC_FILES))

C_FILES 将只包含 file1.c 和 file2.c。

5. filter-out

语法: $(filter-out pattern…, text)

用途: 从 text 中排除与 pattern 匹配的单词。

示例:

SRC_FILES = file1.c file2.c file3.h
C_FILES = $(filter-out %.h, $(SRC_FILES))

C_FILES 将只包含 file1.c 和 file2.c。

6. sort

语法: $(sort list)

用途: 对 list 中的单词进行排序，并去重。

示例:

FILES = b.c a.c c.c a.c
SORTED_FILES = $(sort $(FILES))

SORTED_FILES 将是 a.c b.c c.c。

7. join

语法: $(join list1, list2)

用途: 将两个列表合并为一个列表，按空格分隔。

示例:

A = a1 a2
B = b1 b2
C = $(join $(A), $(B))

C 将是 a1 b1 a2 b2。

8. shell

语法: $(shell command)

用途: 执行 shell 命令并返回其输出。

示例:

CURRENT_DIR = $(shell pwd)

CURRENT_DIR 将是当前工作目录的路径。

9. addprefix

语法: $(addprefix prefix, names…)

用途: 在 names 的每个元素前添加 prefix。

示例:

OBJS = $(addprefix obj/, $(SRCS))

如果 SRCS 是 file1.c file2.c，那么 OBJS 将是 obj/file1.c obj/file2.c。

10. addsuffix

语法: $(addsuffix suffix, names…)

用途: 在 names 的每个元素后添加 suffix。

示例:

FILES = $(addsuffix .bak, $(SRCS))

这将把每个源文件名后加上 .bak 后缀。

进度条小程序

创建文件

使用touch创建各种文件

编辑.h文件

写出两个版本的进度条的进度条函数，v1版本是单纯的进度条函数，用来测试进度条逻辑，v2版本则用来实际使用，all为总进度，now为当前进度，以此判断进度条的位置。

编辑.c文件

1，创建bar进度条，用=代表进度，长度为101，包含\0
2，创建进度百分比，显示到了什么程度
3，创建进度圈圈，以str中的字符不断变化代表函数在执行，有时进度太慢进度条不动，实际是在执行的
4，\r代表从头打印
5，fflush函数刷新缓冲区打印进度条
6，usleep函数休眠控制速度

创建main函数

1，all代表总进度
2，speed代表网速
3，now代表现在下载量

makefile文件

@代表隐藏命令，但是命令会执行

1，第一条代表将.o文件链接成可执行文件
2，第二条代表将.c文件都生成.o文件
3，第三条clean清理生成的文件
4，test展示生成的文件

执行效果