# 前言 我们日常生活的每一个方面都有计算机软件的存在：它可以为我们触发的闹钟，并每时每刻的为我们提供通信、银行、天气、公交、日历、会议、旅行、相册、电视、音乐流、社交媒体、晚餐和电影预定等服务信息。 软件内部具有一定的层次结构：应用程序是基于框架构建，框架基于开发库，开发库使用更小的库或可执行文件，当然还有更小的组件。开发库和可执行文件通常需要使用源代码进行构建。我们通常只看到最外层，但软件内部需要仔细组织和构建。本书就是使用CMake，对使用源代码构建开发库和可执行文件的项目进行组织。 CMake及其姊妹CTest、CPack和CDash已经成为源码构建的主要工具集，在使用和流行性方面超过了许多类似工具，例如备受推崇的GNU自动工具和最新的基于Python的[SCons](https://www.scons.org/)构建系统。  *随着时间的推移，搜索三个流行的构建系统：CMake、Automake和SCons。对比标准是通过搜索相关术语的次数来衡量的，其中数据由谷歌提供。* CMake项目的始于1999年，当时开发公司Kitware被委托设计一套新的工具来简化研究人员的日常工作软件。目标很明确：提供一组工具，可以在不同平台上配置、构建、测试和部署项目。有关CMake项目中设计的精彩叙述，请访问 https://www.aosabook.org/en/cmake.html 。 CMake是一个构建生成器，提供了强大的领域特定语言(DSL)来描述构建系统应该实现的功能。这是CMake的主要优势之一，它允许使用相同的CMake脚本集生成平台原生构建系统。CMake软件工具集，使开发人员可以完全控制给定项目的生命周期： * **CMake**是描述如何在所有主要硬件和操作系统上配置、构建和安装项目，无论是构建可执行文件、库，还是两者都要构建。 * **CTest**定义测试、测试套件，并设置应该如何执行。 * **CPack**为打包需求提供了DSL。 * **CDash**将项目的测试结果在面板中展示。 俗话说得好：挖得越深，发现的石头(阻碍，困难)越多。为了编写这本书，我们仔细地对软件层进行了深入挖掘，这也是CMake的目标。不同的平台上构建不同的软件组件和库时，我们遇到的阻碍和承受的工作量有时令人畏惧，且每个组件和库都有自己的特点。不过，我们已经清除了许多阻碍，也很高兴与读者分享我们的成果和技巧。En... 总会留下一些石头，但每一块石头都会带来新的理解，社区欢迎你分享这些理解。 ## 适读人群 编写能够在许多不同平台上本地、可靠并高效地运行的软件，对于工业和社会的所有部门都至关重要。软件构建系统就是这项任务的中心。它们是软件开发生命周期管理的关键部分：从孵化和原型开发到测试，一直到打包、部署和发布。 CMake旨在帮助您管理这些操作：如果希望使用CMake管理构建系统的软件开发人员，或者希望能够理解，并能修改其他人编写的CMake代码，那么这本书非常合适您。 ## 覆盖内容 本书中有一系列循序渐进的任务。每一任务中，我们都介绍了相关的CMake信息，从而展示如何实现目标，而不是用细节来折磨读者。本书的最后，您将能够自信地处理日益复杂的操作，并在自己的实际项目中利用书中的技巧。 我们将讨论以下内容： * 使用CMake配置、构建、测试和安装代码项目 * 检测用于条件编译的操作系统、处理器、库、文件和程序 * 提高代码的可移植性 * CMake帮助下，将大型代码库重构为模块 * 构建多语言项目 * 知道如何调整他人编写的CMake配置文件 * 打包项目进行发布 * 将项目迁移为CMake构建 CMake管理的项目的工作流发生在许多阶段(time)，我们称之为*时序*。可以简洁地总结如下图：  * **CMake time**或**configure time**，是CMake运行时的情况。这个阶段中，CMake将处理项目中的CMakeLists.txt文件并配置它。 * **Generation time**配置成功后，CMake将生成本地构建工具所需的脚本，以执行项目中的后续步骤。 * **Build time**这是在平台和工具原生构建脚本上调用原生构建工具的时候，这些脚本以前是由CMake生成的。此时，将调用编译器，并在特定的构建目录中构建目标(可执行文件和库)。注意递归的CMake time箭头：这看起来令人困惑，但是我们将在本书中多次使用它，用来实现平台无关的构建。 * **CTest time**或 **test time**，运行项目的测试套件，以检查目标是否按预期执行。 * **CDash time**或**report time**，将测试结果上传到面板，与其他开发人员共享。 * **Install time**，将项目的目标、源文件、可执行文件和库从构建目录安装到安装位置。 * **CPack time**或**packaging time**，将项目打包以便发布，可以是源代码，也可以是二进制代码。 * **Package install time**，在系统范围内安装新生成的包。 本书的路线图如下： 第1章，从简单的可执行文件到库，如何配置和使用CMake构建简单的可执行文件和库。 第2章，检测环境，如何使用简单的CMake命令与操作系统和处理器体系结构交互。 第3章，检测外部库和程序，如何简化对项目依赖项的检测。 第4章，创建和运行测试，解释如何利用CMake和CTest的功能来定义和运行测试。 第5章，配置时操作和构建时操作，如何使用CMake在构建过程的不同阶段执行定制化操作。 第6章，生成源码，CMake命令可自动生成源码。 第7章，结构化项目，用于组织您的项目，使它们更易于维护。 第8章，超级构建，解释了CMake超级构建模式，用于管理关键项目的依赖关系。 第9章，混合语言项目，构建不同编程语言混合的项目。 第10章，编写一个安装程序，使用CMake安装项目。 第11章，打包项目，如何使用CPack生成源文件，并将源文件打包，以及构建用于发布的Python和Conda包。 第12章，生成文档，如何使用CMake也生成代码的文档。 第13章，选择生成器和交叉编译，如何使用CMake交叉编译项目。 第14章，测试面板，如何将测试结果报告到在面板上。 第15章，将项目移植到CMake中，将展示实践示例、注意事项和一些技巧，这些将帮助您将项目移植到基于CMake的构建系统中。 ## 预备知识 这是一本为程序员写的书，我们假设您以具备一定的基本知识，并熟悉以下内容： * 熟悉命令行方式 * 熟悉本地开发软件的环境 * 熟悉编译语言C++、C或Fortran，以及您使用的编译器 * 熟悉Python ##示例源码 您可以从 https://github.com/dev-cafe/cmake-cookbook 下载本书的示例代码示例。有关详细信息，请参见设置系统部分。 ## 彩图下载 我们还提供了一个PDF文件，其中包含本书中使用的屏幕截图/图表的彩色图像。您可以在这里下载: http://www.packtpub.com/sites/default/files/downloads/CMakeCookbook_ColorImages.pdf ##使用惯例 本书中使用了许多文本约定。 CodeInText：表示文本、文件夹名称、文件名、模块名称和目标名称中的代码命令。 代码块设置如下: > cmake_minimum_required(VERSION 3.5 FATAL_ERROR) > > project(recipe-01 LANGUAGES CXX) > > add_executable(hello-world hello-world.cpp) 任何命令行输入都是粗体的，并在命令前面包含一个$提示符来输入: ```shell $ mkdir -p build $ cd build $ cmake .. ``` 为了区分命令行输入和输出，我们将输出设置为非粗体：(当前译本不支持) ```shell $ ./hello-world Hello World! ``` **NOTE** 重要的提示会出现该标识。 **TIPS** 提示和技巧会出现该标识。 (PS:原始标识由于在线上观看会使内容错位，观看体验下降，从而换成文字) ## 额外读物 CMake的在线文档非常全面，我们将在书中引用它: https://cmake.org/documentation/ 编写这本书的过程中，我们还受到了其他文章的启发： * Daniel Pfeifer在GitHub上的介绍: https://github.com/boostcon/cppnow_presentations_2017/blob/master/05-192017_friday/effective_cmake__daniel_pfeifer__cppnow_05-19-2017.pdf * Eric Noulard编写的CMake教程，可以在GitHub上找到: https://github.com/TheErk/CMake-tutorial * Craig Scott的“cmake相关”博文: https://crascit.com/tag/cmake/ 我们还推荐浏览Viktor Kirilov收集的CMake资源、脚本、模块和示例的列表: https://github.com/onqtam/awesome-cmake 我们的书并不是唯一一本涉及CMake的书： * 2015年，由Ken Martin和Bill Hoffman合著的《精通CMake》，Kitware Inc.出版。 * Craig Scott的《Professional CMake》 https://crascit.com/professional-cmake/ ## 联系方式 我们欢迎读者的反馈。 **源代码改进和问题**：请直接向 https://github.com/dev-cafe/cmake-cookbook 提出，并通过创建 https://github.com/dev-cafe/cmake-cookbook/issues 进行讨论 **内容反馈**：电子邮件 feedback@packtpub.com ，并在邮件主题中提到书名。如果你对本书的任何方面有任何疑问，请发邮件至 questions@packtpub.com **勘误表**：虽然我们已经尽了一切努力确保我们的内容的准确性，但错误还是会有。如果您在这本书中发现了错误，务必告诉我们，不胜感激。可以访问 www.packtpub.com/submit-errata ，选择您的图书，单击Errata提交表单链接，并输入详细信息。 **盗版**：如果您在互联网上发现我们作品的任何形式的非法拷贝，希望提供相应地址或网站名称，我们将不胜感激。请通过 copyright@packtpub.com 联系我们，并提供该材料的链接。 **如果你对写作感兴趣**：如果有一个你擅长的主题，并且你对写作或为一本书做贡献感兴趣，请访问 authors.packtpub.com