学C++从Cmake学起

• • 1.构建系统make
  • 2.构建系统CMake
  • 3.CMake的常见命令行调用
  • 4.CMakeLists.txt常见语法
  • 5.为什么需要库library?
  • 6.CMake 中的静态库与动态库
  • 7.为什么 C++ 需要声明

• 为了解决make的以上问题，跨平台的Cmake应运而生
• 只需要写一份CmakeLists.txt，它就能在调用时生成当前系统所支持的构建系统
• CMake可以自动检测源文件和头文件之间的依赖关系，导出到Makefile里面
• CMake具有相对高级的语法，内置的函数能够处理configure,install等常见需求
• CMake可以自动检测当前的编译器，需要添加哪些flag，必须OpenMP，只需要在CMakeLists,txt中指明target_link_libraries(a.out OpenMP::OpenMP_CXX)即可

生成构建文件Makefile
表示输出makefile文件的目录
表示试用clang++作为编译器
cmake -Bbuild  -DCMAKE_CXX_COMPILER=clang++
cmake -Bbuild  -DCMAKE_CXX_COMPILER=clang++ -DCMAKE_CXX_STANDARD=17

构建可执行文件，编译
cd build;make
或者make -C build，优点是：跨平台
或者cmake --build build

add_executable(输出的可执行文件 输入的多个源文件)
add_executable(a.out main.cpp hello.cpp)

add_library(test STATIC source1.cpp source2.cpp)  # 生成静态库 libtest.a
add_library(test SHARED source1.cpp source2.cpp)  # 生成动态库 libtest.so

创建库以后，要在某个可执行文件中使用该库，只需要：
target_link_libraries(myexec PUBLIC test)  # 为 myexec 链接刚刚制作的库 libtest.a

有时候我们会有多个可执行文件，他们之间用到的某些功能是相同的，我们想把这些共用的功能做成一个库，方便大家一起共享.

• 静态库和动态库都是多个.o文件的打包
• 库中的函数可以被可执行文件调用，也可以被其他库文件调用。
• 库文件又分为静态库文件和动态库文件。
• 其中静态库相当于直接把代码插入到生成的可执行文件中，会导致体积变大，但是只需要一个文件即可运行.
• 而动态库则只在生成的可执行文件中生成“插桩”函数，当可执行文件被加载时会读取指定目录中的.dll文件，加载到内存中空闲的位置，并且替换相应的“ 插桩”指向的地址为加载后的地址，这个过程称为重定向。
  这样以后函数被调用就会跳转到动态加载的地址去。
  
• eg：以course/01/05/hello.cpp为例：objdump -D ./build/a.out |less
  插装函数puts如下，可跳转到libc.so库中，plt就是插装函数Windows:- 可执行文件同目录，其次是环境变量%PATH%

Linux:

• ELF格式可执行文件的RPATH，其次是/usr/lib等

CMake 除了 add_executable 可以生成可执行文件外，还可以通过 add_library 生成库文件。

add_library 的语法与 add_executable 大致相同，除了他需要指定是动态库还是静态库：
add_library(test STATIC source1.cpp source2.cpp)  # 生成静态库 libtest.a
add_library(test SHARED source1.cpp source2.cpp)  # 生成动态库 libtest.so

• 动态库有很多坑，特别是 Windows 环境下，初学者自己创建库时，建议使用静态库。
• 创建库以后，要在某个可执行文件中使用该库，只需要：

target_link_libraries(myexec PUBLIC test)  # 为 myexec 链接刚刚制作的库 libtest.a
其中 PUBLIC 的含义稍后会说明（CMake 中有很多这样的大写修饰符）

• eg：course/01/06
  动态库必须在可执行文件的同目录或者系统目录下，可执行程序才能运行；
  
  
  静态库则无所谓，静态库是将实现hello()直接放在a.out中，它不需要动态查找，但是可执行文件会变大
  objdump -D ./build/a.out |less
  

在多文件编译章中，说到了需要在 main.cpp 声明 hello() 才能引用。为什么？

• 因为需要知道函数的参数和返回值类型：这样才能支持重载，隐式类型转换等特性。
  例如 show(3)，如果声明了 void show(float x)，那么编译器知道把 3 转换成 3.0f 才能调用。
• 让编译器知道 hello 这个名字是一个函数，不是一个变量或者类的名字：这样当我写下 hello() 的时候，他知道我是想调用 hello 这个函数，而不是创建一个叫 hello 的类的对象。

其实，C++ 是一种强烈依赖上下文信息的编程语言，

• 举个例子：
  vector < MyClass > a; // 声明一个由 MyClass 组成的数组
  如果编译器不知道 vector 是个模板类，那他完全可以把 vector 看做一个变量名，把 < 解释为小于号，从而理解成判断‘vector’这个变量的值是否小于‘MyClass’这个变量的值。
  正因如此，我们常常可以在 C++ 代码中看见这样的写法：typename decay::type
  因为 T 是不确定的，导致编译器无法确定 decay 的 type 是一个类型，还是一个值。
  因此用 typename 修饰来让编译器确信这是一个类型名……
  

• 参考：学C++从Cmake学起，PPT和源码地址