披着CLion的外衣实则在讲CMake

### CLion 配置 #### 安装和基础设置 至于 CLion 安装和基础设置，网上教程一大把，而且不是学习重点，根据自己需求配置即可。 #### 工具链配置 这个配置是进行 C++ 开发的关键，因为这个编译工具链就意味着 C++ 的编译环境。 按下图点开对应的信息，如果你任何编译工具链都没有添加，由于新版本的 CLion 它会自带一个 mingw 的编译套件，所以默认会有一个 CLion 自带的 mingw 编译工具链。 如下图所示我的编译工具链稍微有点丰富，有 msvc、g++、clang++、mingw，作为一个刚刚入门学编程的新手，我建议编译工具链这一块暂时就没必要了解了，但在 CLion 中编译的具体配置流程我认为还是有必要讲清楚。  CLion 中添加编译工具链非常简单，你本机把对应工具链的路径加入到了环境变量，那么在你点击 `+` 对应编译链类型后，会自动扫描到，如果实在没有扫描到，那么也可以自己填入对应的路径，整个编译链包括： 1. cmake，用于跨平台以及简化底层编译脚本的工具。 2. cmake 生成更底层的编译命令(对应上述的 Build Tool)，比如 gmake 也就是解析.makefile 文件进行命令执行，比如 ninja 解析 .ninja 文件进行命令执行（编译速度比 makefile 更快）。 3. C 语言的编译器(clang/gcc/cl 等等)。 4. C++ 的编译器(clang++/g++/cl 等等)。 如果是 mingw，那么上述的一套都是包含的，只需要把 Toolset 这个选项选择为 mingw 对应的目录即可，选择好后，CLion 会自动识别上述四件套的位置。 接下来简单介绍如何添加一些工具链： * 安装 msvc 编译工具链：直接到官网下载 VS2022，然后安装对应 C++ 环境，打开 CLion 后添加 msvc 环境时就会自动识别。官网：https://visualstudio.microsoft.com/zh-hans/vs/ * 安装 wsl2：其实 wsl2 的安装已经被简化到了极致，在 powershell 中 `wsl --install` 即可。 具体的官方文档如下：https://learn.microsoft.com/zh-cn/windows/wsl/install * 如果需要使用 CLion 进行 Qt 开发，可以查看视频讲解：[www.bilibili.com/video/BV18q…](https://link.juejin.cn?target=https%3A%2F%2Fwww.bilibili.com%2Fvideo%2FBV18q4y1i7kV%2F "https://www.bilibili.com/video/BV18q4y1i7kV/") ，对应的配置信息：[gitee.com/yuexingqin/…](https://link.juejin.cn?target=https%3A%2F%2Fgitee.com%2Fyuexingqin%2Ftemplate_qtclion "https://gitee.com/yuexingqin/template_qtclion") * 如果需要使用 CLion 进行 STM32 开发，那么可以查看稚晖君在知乎写的博客教程：[zhuanlan.zhihu.com/p/145801160](https://link.juejin.cn?target=https%3A%2F%2Fzhuanlan.zhihu.com%2Fp%2F145801160 "https://zhuanlan.zhihu.com/p/145801160") ### CMake 配置项  如上图所示，第二个 `CMake` 选项就是我们现在要讲的，而这两个正好也是整个开发环境中最重要的东西，第一个编译工具链决定了 CLion 中已经识别了本机有哪些编译环境，而第二个 `CMake` 选项，则是用于配置 cmake 基于哪些配置项生成。 所以我们现在应该了解了 CLion 是如何去编译项目生成可执行文件的了。 1. 通过 cmake 配置选项运行整个项目的 CMakeList.txt 2. 生成 makefile 或其他底层脚本后再通过对应的工具去执行这个脚本 3. 运行编译好的程序 而我们现在讲的就是添加 cmake 配置选项，如果你手动写 cmake 命令的话，那样对应的就是命令行参数了。  上述图片中已经解释了一些配置的作用。这些配置项一般是不常改动，使用默认值就行，比如 `Build options` 是执行最后的脚本所用的参数，默认为 `-j 12`，比如如果是 makefile，那么就是 `make -j12`。 下面是大家可能需要进行一些配置的选项： 1. Build type：这是程序最终编译的类型，意味着编译器该以何种程度对源代码进行优化，比如 Debug 版本一般再 gcc 中对应 o2 的优化，release 版本对应 o3 的优化，两者一般存在 10 倍左右的性能差距。 2. Toolchain：这是前面所说的编译工具链，一般来说，想要切换编译器，你切换这个选项就行了，默认使用 default 工具链。 3. Generator：这是前面所说的工具链中的较为底层的脚本的运行工具，可以是 makefile 或者 ninja，不选的话也是默认工具链里的那个。 4. CMake options：这个是 cmake 运行时可以加入的命令行参数，比如我们可以-D 来定义对应的变量控制对应的 cmake 行为，甚至于前面的 Build type 我们完全可以不写（当然这是 CLion，这个空必须得被填充），然后使用 `-DCMAKE_BUILD_TYPE=Release`，这个变量可以决定最终 cmake 生成的执行脚本是按照 release 的标准去运行的，又比如 `-DBUILD_SHARED_LIBS=ON`，那么最终是会生成动态库而不是静态库，我上图中的 `-DENABLE_TEST=ON` 是内部的 cmake 有定义一个变量默认为 OFF 值，如果为 ON 时会加入测试代码为子项目。 现在 cmake 在 CLion 中的配置项已经讲完了，简单实践一下来体验之前讲的 CLion 到整个运行的流程： 1. 通过 cmake 配置选项运行整个项目的 CMakeList.txt。 2. 生成 makefile 或其他底层脚本后再通过对应的工具去执行这个脚本。 我们先看一眼上一步 cmake 生成的文件（放出了两个不同的配置项产生的脚本，第一个使用的 Generator 为 ninja，第二个使用的为 gmake）： 如果想要继续执行这个脚本，应该在 CLion 中执行对应的源代码，CLion 会自动识别入口点函数，然后给出可执行的按钮。点击执行后，不仅会直接对应的 makefile 或 build.ninja 还会顺便把这个程序运行到 CLion 内置的终端环境中。 3. 运行编译好的程序：这一步已经在第二步一并执行了。 #### CMake 的使用与实战 经过上述文字和图片讲解，我们很自然的想到，整个 CLion 运行 C++ 代码其实就是在运行 cmake 和 makefile(或 build.ninja)，第二个过程我们参与不了，但是第一个 cmake 的编写过程我们却需要一直接触。 下面用 CLion 新建项目自动生成的 cmake 模板来简单对 cmake 语法热热身。 ```cmake cmake_minimum_required(VERSION 3.22) project(untitled) set(CMAKE_CXX_STANDARD 17) add_executable(untitled main.cpp) ``` * `cmake_minimum_required` 命令：规定了编译本项目的 cmake 工具至少需要 3.22 版本。 * `project` 命令：规定了本项目的项目名称，同时也根据这个传入的值生成了一堆变量，常用的如下： 1. `PROJECT_NAME` ：项目名称 2. `PROJECT_BINARY_DIR` ：项目的二进制文件目录，即编译后的可执行文件和库文件的输出目录 3. `PROJECT_SOURCE_DIR` ：项目的源文件目录，即包含 CMakeLists.txt 文件的目录 举个简单例子说明上述变量的作用： 比如一个测试的子项目中的 CMakeList.txt，可能需要写下面的语句（先不管 file 命令），由于是作为直接的子项目，那么里面肯定不会存在 project 语句，所以 PROJECT_SOURCE_DIR 变量表示的仍然是整个项目的根目录，直接通过 `${}` 的形式来使用它即可，这样就不需要关心相对或绝对路径了。 ```cmake file(GLOB SONIC_TEST_FILES "${PROJECT_SOURCE_DIR}/tests/*.h" "${PROJECT_SOURCE_DIR}/tests/*.cpp" ) ``` * `set` 命令：设置对应变量为对应的值，该变量存在，则修改该变量的值，如果不存在则会创建并初始化为对应的值，这里对 set 的使用是设置了 CMAKE_CXX_STANDARD 变量为 17，这个变量可以控制最终编译采用的 C++ 版本，这里是使用 C++17。 * `add_executable` 命令：这是用于生成可执行程序的命令，第一个参数为该执行程序最终编译后生成的文件名，后面跟着的都是需要编译的源代码。 对于新手而言，其实不太需要自己手写 cmake，因为 CLion 会在你新建源文件的时候把相应源文件添加到 add_excutable 命令的后面，但项目稍微大一点或者说引入了很多外部库，那么大概率会抛弃 CLion 的这种自动化了。 #### 常用的 CMake 变量 下面只列出了部分变量的作用，更多的变量请查看文档：https://cmake.org/cmake/help/latest/manual/cmake-variables.7.html * `PROJECT_NAME` ：项目名称 * `PROJECT_BINARY_DIR` ：项目的二进制文件目录，即编译后的可执行文件和库文件的输出目录 * `PROJECT_SOURCE_DIR` ：项目的源文件目录，即包含 CMakeLists.txt 文件的目录 * `CMAKE_BINARY_DIR` ：当前 CMake 运行的二进制文件目录，通常和 PROJECT_BINARY_DIR 是同一个目录 * `CMAKE_SOURCE_DIR` ：当前 CMake 运行的源文件目录，通常和 PROJECT_SOURCE_DIR 是同一个目录 * `CMAKE_C_STANDARD` ：指定 C 语言的标准版本 * `CMAKE_CXX_STANDARD` ：指定 C++ 语言的标准版本 * `

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