自动构建Makefile(1)--C/C++编译流程&Makefile规则简介

 

前言：
　　大家在Windows上使用VS构建C/C++程序时，不需要自己编辑略显晦涩的Makefile文件，而对于初学者而言， 他们甚至没意识到它的存在。VS是自动生成Makefile文件， 并构建工程项目的。不可否认Visual Studio做为一款全能的IDE，它帮开发者做了很多工作，也降低了C/C++的门槛，意义非常的重大。
　　但作为进阶的C/C++开发者， 你是有必须了解底层编译和链接原理的。 让我们来梳理下C/C++的编译链接过程，并回顾Makefile的编写规则，最后让我们来尝试实现自动构建工程Makefile文件的机制。本文侧重讲解C/C++的编译过程和Makefile的规则，后文讲述如何实现Makefile的生成器。

编译C/C++程序
　　C/C++程序的生成， 分为如下几个步骤
　　1). 预处理: 引入头文件，解析并展开宏定义
　　2). 编译: 简单一点就是把源代码转化为汇编码(机器指令)
　　3). 链接: 组装各个子模块和相应的库，并生成最终的可执行程序
　　
　　评注: 参数-E用于生成预处理后的c/c++文件, 参数-c用于生成编译后的二进制文件，参数-o则只是用于制定某个阶段的产出物名称

Makefile的基础规则
　　基本规则很简单：

<target> : <prerequisites>
　　<command>

　　评注: <target>是目标名称, <prerequisites>是依赖的列表项, <command>则是对应的执行命令
　　当然有些注意项:
　　1). Makefile第一项执行规则为默认的最终目标
　　2). 命令必须"\t"作为开头
　　Makefile常见的宏定义：

$^ 依赖项列表
$@ 目标对象
$< 依赖列表中的第一个对象

　　Makefile的变量定义和使用, 如下所示:

CC = g++
CFLAG = -g -WALL

app: main.cpp
　　$(CC) $(CFLAG) -o $@ $^

　　评注：变量CC/CFLAG展示了Makefile的定义和引用语法
　　伪目标对象的引入， 对于make clean特别有用

.PHONY : clean
clean:
　　-rm $(OBJECTS)

　　其实PHONY的引入， 是针对文件系统中，刚好有名为"clean"文件的特殊情形。各位看官， 你还记得大明湖畔的夏雨荷吗？ 就是这种感觉

Makefile的小实战
　　对于如下工程：
　　
　　include包含工程的头文件，src包含工程的C/C++文件
　　其具体的Makefile文件，可以编辑如下所示：

CC = g++
CFLAG = -g -Wall
OBJECTS := $(wildcard *.o)

app : app.o cache.o
　　g++ $(CFLAG) -o $@ $^

app.o : src/app.cpp include/cache.h
　　g++ -c -o $@ src/app.cpp -Iinclude

cache.o : src/cache.cpp include/cache.h
　　g++ -c -o $@ src/cache.cpp -Iinclude

.PHONY : clean
clean:
　　-rm $(OBJECTS)

　　这个实战项目就算完成了, Makefile文件具备了它所需要的功能：生成/清理。

挑战
　　实战的工程还是比较小，手动维护Makefile还是相对简单的，那如果工程有上百个头文件/C文件呢？还有相关的依赖库？是不是很麻烦
　　如果说，增量去编写还能接受的话，那么时间一长，回过头来回顾，或者移交给他人，都是件麻烦的事， 是不是？
　　那能不能自动生成和维护该Makefile文件，它的核心思想是什么？又该如何去实现？ 请期待下文......