NDK<第五篇>：Makefile（windows环境）

一、Makefile命令规则

Makefile的命令规则如下：
目标:依赖

假设有一个Test.cpp文件，代码如下：

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {

    count << "===Test===" << endl;
    return 0;
}

我们可以使用gcc或g++来 预处理、汇编、编译、链接，也可以利用Makefile来执行这些命令。

在Makefile中填入配置：

# 生成预处理文件
Test.i:Test.cpp
    g++ -E Test.cpp -o Test.i

Test.i 是目标，Test.cpp 是依赖，整体的意思是：Test.i是依赖于Test.cpp生成的。
左右两边用冒号隔开，也就是Makefile命令规范：

目标:依赖

下一行是 g++ 命令，Test.i的生成是根据这条 g++ 命令生成的。g++前面必须含有分割符，而且必须是tab分割，不能是空格，否则在执行Makefile时不被识别。

执行该Makefile文件：

image.png

Makefile中可能由多个目标组成，make命令会找到Makefile中第一个目标执行。也可以指定一个目标执行：

make 目标

现在Makefile中只有一个目标，所以可以执行：

make Test.i

二、Makefile实现 `预处理`、`汇编`、`编译`、`链接`

# 生成预处理文件
Test.i:Test.cpp
    g++ -E Test.cpp -o Test.i

# 生成汇编文件
Test.s:Test.i
    g++ -S Test.i -o Test.s
    
# 生成目标文件
Test.o:Test.s
    g++ -c Test.s -o Test.o
    
# 生成链接文件（可执行文件）
Test:Test.o
    g++ Test.o -o Test。

定义四个目标，分别是：Test.i、Test.s、Test.o、Test。

分别执行这四个目标：

make Test.i
make Test.s
make Test.o
make Test

可以完成 预处理、汇编、编译、链接。
但是，完成这写指令，还可以一步完成，我们的目标是执行 make 命令完成所有的步骤。

只需要改变一下Makefile中的目标顺序即可。

# 生成链接文件（可执行文件）
Test:Test.o
    g++ Test.o -o Test
    
# 生成目标文件
Test.o:Test.s
    g++ -c Test.s -o Test.o
    
# 生成汇编文件
Test.s:Test.i
    g++ -S Test.i -o Test.s

# 生成预处理文件
Test.i:Test.cpp
    g++ -E Test.cpp -o Test.i

输入make命令一次性执行完所有的目标：

image.png

注意：顺序要正确，必须形成逐步依赖关系。

三、makefile编译多个文件

Student.h

#ifndef _STUDENT_H_
#define _STUDENT_H_

#include <string>

using namespace std;

class Student {

private:
    string name;
    int age;

public:
    void setName(string name);
    string getName();
    void setAge(int age);
    int getAge();
};

#endif

Student.cpp

#include "Student.h"

void Student::setName(string name) {
    this->name = name;
}
string Student::getName() {
    return name;
}
void Student::setAge(int age) {
    this->age = age;
}
int Student::getAge() {
    return age;
}

Test.cpp

#include <iostream>
#include "Student.h"

using namespace std;

int main() {

    Student* stu = new Student();
    stu->setName("zhangsan");
    stu->setAge(13);
    cout << "姓名：" << stu->getName() << ", 年龄：" << stu->getAge() << endl;
    return 0;
}

Makefile：

# 生成链接文件（可执行文件）
Test:Test.o Student.o
    g++ Test.o Student.o -o Test
    
# 生成目标文件Test.o
Test.o:Test.s
    g++ -c Test.s -o Test.o

# 生成目标文件Student.o
Student.o:Student.s
    g++ -c Student.s -o Student.o
    
# 生成汇编文件Test.s
Test.s:Test.i
    g++ -S Test.i -o Test.s

# 生成汇编文件Test.s
Student.s:Student.i
    g++ -S Student.i -o Student.s
    
# 生成预处理文件Test.i
Test.i:Test.cpp
    g++ -E Test.cpp -o Test.i

# 生成预处理文件Student.i
Student.i:Student.cpp
    g++ -E Student.cpp -o Student.i

执行make命令之后，生成 预处理文件、汇编文件、目标文件、可执行文件。

image.png

四、makefile多文件管理

在编译期间，在同一个目录下生成多个文件，文件多了有点乱，这时，就需要分类管理，将不同格式的文件放入不同的文件夹。

修改Makefile配置：

# 定义变量INFO_DIR，指定预处理文件和汇编文件的存放目录
INFO_DIR = ./info

# 定义变量INC_DIR，指定头文件的存放目录
INC_DIR = ./include

# 定义变量SRC_DIR，指定c/c++文件的存放目录
SRC_DIR = ./src

# 定义变量BIN_DIR，指定可执行文件的存放目录
BIN_DIR = ./bin

# 定义变量OBJ_DIR，指定可执行文件的存放目录
OBJ_DIR = ./obj

# 生成链接文件（可执行文件）
Test:${OBJ_DIR}/Test.o ${OBJ_DIR}/Student.o
    g++ ${OBJ_DIR}/Test.o ${OBJ_DIR}/Student.o -o ${BIN_DIR}/Test
     
# 生成目标文件Test.o
${OBJ_DIR}/Test.o:${INFO_DIR}/Test.s
    g++ -c ${INFO_DIR}/Test.s -o ${OBJ_DIR}/Test.o

# 生成目标文件Student.o
${OBJ_DIR}/Student.o:${INFO_DIR}/Student.s
    g++ -c ${INFO_DIR}/Student.s -o ${OBJ_DIR}/Student.o
    
# 生成汇编文件Test.s
${INFO_DIR}/Test.s:${INFO_DIR}/Test.i
    g++ -S ${INFO_DIR}/Test.i -o ${INFO_DIR}/Test.s

# 生成汇编文件Test.s
${INFO_DIR}/Student.s:${INFO_DIR}/Student.i
    g++ -S ${INFO_DIR}/Student.i -o ${INFO_DIR}/Student.s
    
# 生成预处理文件Test.i
${INFO_DIR}/Test.i:${SRC_DIR}/Test.cpp
    g++ -E ${SRC_DIR}/Test.cpp -o ${INFO_DIR}/Test.i

# 生成预处理文件Student.i
${INFO_DIR}/Student.i:${SRC_DIR}/Student.cpp
    g++ -E ${SRC_DIR}/Student.cpp -o ${INFO_DIR}/Student.i

目录结构如下：

image.png

bin、include、info、obj、src文件夹需要手动创建；
bin文件夹存放可执行文件；
include文件夹存放头文件；
info文件夹存放预处理文件和汇编文件；
obj文件夹存放目标文件；
src文件夹存放c或cpp文件；

五、clean命令

在Makefile中添加：

clean:
    del bin obj info

执行clean命令，可以删除 bin、obj、info文件夹中所有的文件。

make clean

六、Makefile通配符

%.o：表示一个xx.o文件
$@：表示目标文件
$<：表示第一个依赖文件
$^：所有不重复的依赖文件，以空格分开
$*：不包含扩展名的target文件名称
$+：所有的依赖文件，以空格分开，并以出现的先后为序，可能包含重复的依赖文件
$?：所有时间戳比target文件晚的依赖文件，并以空格分开

由于 -o 后面输出的必然是目标文件，所以 -o 后面的输出文件可以替换为 $@：

# 定义变量INFO_DIR，指定预处理文件和汇编文件的存放目录
INFO_DIR = ./info

# 定义变量INC_DIR，指定头文件的存放目录
INC_DIR = ./include

# 定义变量SRC_DIR，指定c/c++文件的存放目录
SRC_DIR = ./src

# 定义变量BIN_DIR，指定可执行文件的存放目录
BIN_DIR = ./bin

# 定义变量OBJ_DIR，指定可执行文件的存放目录
OBJ_DIR = ./obj

# 生成链接文件（可执行文件）
${BIN_DIR}/Test:${OBJ_DIR}/Test.o ${OBJ_DIR}/Student.o
    g++ ${OBJ_DIR}/Test.o ${OBJ_DIR}/Student.o -o $@
     
# 生成目标文件Test.o
${OBJ_DIR}/Test.o:${INFO_DIR}/Test.s
    g++ -c ${INFO_DIR}/Test.s -o $@

# 生成目标文件Student.o
${OBJ_DIR}/Student.o:${INFO_DIR}/Student.s
    g++ -c ${INFO_DIR}/Student.s -o $@
    
# 生成汇编文件Test.s
${INFO_DIR}/Test.s:${INFO_DIR}/Test.i
    g++ -S ${INFO_DIR}/Test.i -o $@

# 生成汇编文件Test.s
${INFO_DIR}/Student.s:${INFO_DIR}/Student.i
    g++ -S ${INFO_DIR}/Student.i -o $@
    
# 生成预处理文件Test.i
${INFO_DIR}/Test.i:${SRC_DIR}/Test.cpp
    g++ -E ${SRC_DIR}/Test.cpp -o $@

# 生成预处理文件Student.i
${INFO_DIR}/Student.i:${SRC_DIR}/Student.cpp
    g++ -E ${SRC_DIR}/Student.cpp -o $@
    
clean:
    del bin obj info

$<、$^ 和 % 结合使用，可以最大程度上简化配置：

# 定义变量INFO_DIR，指定预处理文件和汇编文件的存放目录
INFO_DIR = ./info

# 定义变量INC_DIR，指定头文件的存放目录
INC_DIR = ./include

# 定义变量SRC_DIR，指定c/c++文件的存放目录
SRC_DIR = ./src

# 定义变量BIN_DIR，指定可执行文件的存放目录
BIN_DIR = ./bin

# 定义变量OBJ_DIR，指定可执行文件的存放目录
OBJ_DIR = ./obj

# 生成链接文件（可执行文件）
${BIN_DIR}/Test:${OBJ_DIR}/Test.o ${OBJ_DIR}/Student.o
    g++ $^ -o $@

# 生成所有目标文件 %：任意字符通配符 $<：表示第一个依赖文件
${OBJ_DIR}/%.o:${INFO_DIR}/%.s
    g++ -c $< -o $@
    
# 生成所有汇编文件 %：任意字符通配符 $<：表示第一个依赖文件
${INFO_DIR}/%.s:${INFO_DIR}/%.i
    g++ -S $< -o $@

# 生成所有预处理文件 %：任意字符通配符 $<：表示第一个依赖文件
${INFO_DIR}/%.i:${SRC_DIR}/%.cpp
    g++ -E $< -o $@
    
clean:
    del bin obj info

以上配置显然已经简单了很多。

另外，头文件已经放在include目录，cpp文件已经放在了src目录，所以需要指定头文件位置，由两种方法可以指定：

【方法一】在cpp中修改头文件位置

将

#include "Student.h"

改成

#include "../include/Student.h"

【方法二】g++命令后面指定头文件路径

加入 -I $(INC_DIR) 导入头文件

# 定义变量INFO_DIR，指定预处理文件和汇编文件的存放目录
INFO_DIR = ./info

# 定义变量INC_DIR，指定头文件的存放目录
INC_DIR = ./include

# 定义变量SRC_DIR，指定c/c++文件的存放目录
SRC_DIR = ./src

# 定义变量BIN_DIR，指定可执行文件的存放目录
BIN_DIR = ./bin

# 定义变量OBJ_DIR，指定可执行文件的存放目录
OBJ_DIR = ./obj

# -I 指定头文件 
CXXFLAGS=-I $(INC_DIR)


# 生成链接文件（可执行文件）
${BIN_DIR}/Test:${OBJ_DIR}/Test.o ${OBJ_DIR}/Student.o
    g++ $(CXXFLAGS) $^ -o $@

# 生成所有目标文件 %：任意字符通配符 $<：表示第一个依赖文件
${OBJ_DIR}/%.o:${INFO_DIR}/%.s
    g++ $(CXXFLAGS) -c $< -o $@
    
# 生成所有汇编文件 %：任意字符通配符 $<：表示第一个依赖文件
${INFO_DIR}/%.s:${INFO_DIR}/%.i
    g++ $(CXXFLAGS) -S $< -o $@

# 生成所有预处理文件 %：任意字符通配符 $<：表示第一个依赖文件
${INFO_DIR}/%.i:${SRC_DIR}/%.cpp
    g++ $(CXXFLAGS) -E $< -o $@
    
clean:
    del bin obj info

g++出现了多次，也可以使用变量代替，并且新增TAGERT和OBJS变量：

# 定义变量INFO_DIR，指定预处理文件和汇编文件的存放目录
INFO_DIR = ./info

# 定义变量INC_DIR，指定头文件的存放目录
INC_DIR = ./include

# 定义变量SRC_DIR，指定c/c++文件的存放目录
SRC_DIR = ./src

# 定义变量BIN_DIR，指定可执行文件的存放目录
BIN_DIR = ./bin

# 定义变量OBJ_DIR，指定可执行文件的存放目录
OBJ_DIR = ./obj

# -I 指定头文件 
CXXFLAGS=-I $(INC_DIR)

# CC 指定编译器 gcc 、 g++
CC=g++

#最终生成的目标，
TAGERT=Test

# 目标文件
OBJS=${OBJ_DIR}/Test.o ${OBJ_DIR}/Student.o

# 生成链接文件（可执行文件）
${BIN_DIR}/${TAGERT}:${OBJS}
    ${CC} $(CXXFLAGS) $^ -o $@

# 生成所有目标文件 %：任意字符通配符 $<：表示第一个依赖文件
${OBJ_DIR}/%.o:${INFO_DIR}/%.s
    ${CC} $(CXXFLAGS) -c $< -o $@
    
# 生成所有汇编文件 %：任意字符通配符 $<：表示第一个依赖文件
${INFO_DIR}/%.s:${INFO_DIR}/%.i
    ${CC} $(CXXFLAGS) -S $< -o $@

# 生成所有预处理文件 %：任意字符通配符 $<：表示第一个依赖文件
${INFO_DIR}/%.i:${SRC_DIR}/%.cpp
    ${CC} $(CXXFLAGS) -E $< -o $@
    
clean:
    del bin obj info

以上配置还存在一定的弊端，OBJS变量指定了目标文件，此时的目标文件是需要指定具体目标文件的。

七、wildcard函数查找

$(wildcard pattern)：pattern定义了文件名的格式，wildcard取出其中存在的文件。

# wildcard查找当前目录下所有cpp文件
SRCS=$(wildcard $(SRC_DIR)/*.cpp)

此时 SRCS 就是 src目录下所有cpp格式的文件。

八、patsubst函数替换

$(patsubst pattern,replacement,$(var))：从var中将符合patern格式的内容，替换为replacement。

# wildcard查找当前目录下所有cpp文件
SRCS=$(wildcard $(SRC_DIR)/*.cpp)

# notdir 去除掉绝对路径，只保留名字
# patsubst 把字串 $(notdir $(SRCS)) 符合模式[%.cpp]的单词替换成[%.o]
OBJS=$(patsubst %.cpp,$(OBJ_DIR)/%.o,$(notdir $(SRCS)))

patsubst 可以解决指定明确目标文件的弊端，改进弊端之后的配置如下：

# 定义变量INFO_DIR，指定预处理文件和汇编文件的存放目录
INFO_DIR = ./info

# 定义变量INC_DIR，指定头文件的存放目录
INC_DIR = ./include

# 定义变量SRC_DIR，指定c/c++文件的存放目录
SRC_DIR = ./src

# 定义变量BIN_DIR，指定可执行文件的存放目录
BIN_DIR = ./bin

# 定义变量OBJ_DIR，指定可执行文件的存放目录
OBJ_DIR = ./obj

# -I 指定头文件 
CXXFLAGS=-I $(INC_DIR)

# CC 指定编译器 gcc 、 g++
CC=g++

#最终生成的目标，
TAGERT=Test

# wildcard查找当前目录下所有cpp文件
SRCS=$(wildcard $(SRC_DIR)/*.cpp)

# notdir 去除掉绝对路径，只保留名字
# patsubst 把字串 $(notdir $(SRCS)) 符合模式[%.cpp]的单词替换成[%.o]
OBJS=$(patsubst %.cpp,$(OBJ_DIR)/%.o,$(notdir $(SRCS))) 

# wildcard *.cpp 当前目录下所有c文件
SRCS=$(wildcard $(SRC_DIR)/*.cpp)

# 生成链接文件（可执行文件）
${BIN_DIR}/${TAGERT}:${OBJS}
    ${CC} $(CXXFLAGS) $^ -o $@

# 生成所有目标文件 %：任意字符通配符 $<：表示第一个依赖文件
${OBJ_DIR}/%.o:${INFO_DIR}/%.s
    ${CC} $(CXXFLAGS) -c $< -o $@
    
# 生成所有汇编文件 %：任意字符通配符 $<：表示第一个依赖文件
${INFO_DIR}/%.s:${INFO_DIR}/%.i
    ${CC} $(CXXFLAGS) -S $< -o $@

# 生成所有预处理文件 %：任意字符通配符 $<：表示第一个依赖文件
${INFO_DIR}/%.i:${SRC_DIR}/%.cpp
    ${CC} $(CXXFLAGS) -E $< -o $@
    
clean:
    del bin obj info

九、Makefile的变量

Makefile的变量分为两种：及时变量、延时变量

【1】 `:=`：即时变量，该变量的值即刻确定，在定义时就被确定了;
【2】`=`：延时变量，该变量的值，在使用时才确定；
【3】`?=`：延时变量，第一次定义才起效，如果前面被定义过了就忽略这句；
【4】`+=`：附加，它是即时变量还是延时变量取决于前面的定义；

十、函数遍历

$(foreach val,list,text)：对于list（通常用空格隔开）里的每一个变量执行text操作

# 定义一个list
LIST=a b c

# 用f代表A中的各个变量，执行第三个参数的操作。
# foreach 遍历关键字，f：LIST中的每个变量，
RESULT=$(foreach f,$(LIST),$(f).result)

all:
    @echo RESULT=$(RESULT)

输出结果：

RESULT=a.result b.result c.result

十一、filter函数过滤

$(filter pattern...,text)：在text里面取出符合pattern格式的值

$(filter-out pattern...,text)：在text里面取出不符合pattern格式的值

# 定义变量C 
C= a b c d/

# 在变量C中取出符合%/的值
D=$(filter %/,$(C))

# 在变量C中取出不符合%/的值
E=$(filter-out %/,$(C))

all:
    @echo D=$(D)
    @echo E=$(E)

输出结果：

D=d/
E=a b c

十二、CXXFLAGS补充

上面已经定义了 CXXFLAGS 变量：

CXXFLAGS=-I $(INC_DIR)

我们还可以对它进行补充，比如：

# -I 指定头文件 
CXXFLAGS=-I $(INC_DIR) -Wall -O2 -std=c++11 -frtti -fexceptions

可以指定的FLAG有：

【1】-Werror：会把所有警告当成错误
【2】-I: 该选项用于指定编译程序时依赖的头文件路径
【3】-On: 这是一个优化选项，如果在编译时指定该选项，则编译器会根据n的值（n取0到3之间）
    对代码进行不同程度的优化，其中-O0 表示不优化，n的值越大，优化程度越高
【4】-L: 库文件依赖选项，该选项用于指定编译的源程序依赖的库文件路径，库文件可以是静态链接库，也可以是动态链接库
【5】-Wall: 允许发出gcc能提供的所有有用的警告，也可以用-W(warning)来标记指定的警告
【6】-std=c++11：C++11标准
【7】-frtti 和 -fexceptions：关闭 exceptions、rtti 可以减小程序的占用的空间和提升程序的运行效率，
    关闭后可能带来一些不兼容问题，使用 typeid 运算符必须开启 RTTI

[本章完...]

最后编辑于：2022.10.23 12:08:24

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NDK<第五篇>：Makefile（windows环境）

一、Makefile命令规则

二、Makefile实现 预处理、汇编、编译、链接

三、makefile编译多个文件

四、makefile多文件管理

五、clean命令

六、Makefile通配符

七、wildcard函数查找

八、patsubst函数替换

九、Makefile的变量

十、函数遍历

十一、filter函数过滤

十二、CXXFLAGS补充

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