【Linux】Makefile基础

发布于：2025-06-13 ⋅ 阅读:(16) ⋅ 点赞:(0)

参考博客：https://blog.csdn.net/qq_51753728/article/details/142262405

Makefile 是用于管理项目构建过程的工具，广泛用于 C/C++ 等语言的编译。它通过定义规则和指令，自动化编译、链接等步骤，大大简化了开发者的工作。下面将详细介绍 Makefile 的基本概念、语法规则以及一些高级用法。

一、makefile 的基本概念

Makefile 是 make 命令所读取的配置文件，包含了构建项目的规则。其主要作用是检查项目文件的依赖关系，自动执行必要的命令，从而更新目标文件。一般来说，Makefile 主要包括以下三部分内容：

  • 目标（Target）：需要生成的文件，例如可执行文件。
  • 依赖（Dependencies）：生成目标所依赖的文件或目标。
  • 命令（Commands）：构建目标时需要执行的命令。

二、2. Makefile 的基本语法

Makefile 的基本语法由规则（rule）组成，基本格式如下：

target: dependencies
    command
  • target：目标文件，可以是一个目标文件或一个动作名称（例如：all, clean）。
  • dependencies：生成目标所依赖的文件或其他目标。
  • command：构建目标的命令，必须以 Tab 键开头。

示例

main.o: main.cpp
    g++ -c main.cpp -o main.o

三、 Makefile 的工作原理

make 会根据 Makefile 中的规则，依次检查目标文件的时间戳和依赖文件的时间戳。如果依赖文件的时间戳比目标文件新，或者目标文件不存在，make 就会执行对应的命令来更新目标文件。make 会递归检查依赖关系，直到所有目标都更新完成。

四、变量的使用

Makefile 支持定义变量，可以简化重复的命令。变量的定义格式为：

VARIABLE_NAME = value

在引用变量时使用 $(VARIABLE_NAME)，如：

CC = g++
CFLAGS = -Wall -g
 
main.o: main.cpp
    $(CC) $(CFLAGS) -c main.cpp -o main.o

注意这里的括号，变量需要使用()

五、常用的内置变量

  • $@：表示目标文件。
  • $^：表示所有的依赖文件。
  • $<：表示第一个依赖文件。

示例：

main: main.o utils.o
    $(CC) -o $@ $^

这里，$@ 表示目标文件 main，$^ 表示所有的依赖文件 main.o 和 utils.o。

六、伪目标

伪目标（phony targets）并不是文件，而是一种命令名称，可以用于执行一些常见的操作，如清理构建文件。它们通常定义为：

.PHONY: clean
clean:
    rm -f *.o main
  • clean 是一个伪目标，用于删除中间文件和可执行文件。
  • 伪目标不会检查文件是否会存在，直接执行对应的命令，比如这里不会检查clean文件是否存在，而是直接执行对应的命令

七、Makefile编写实例

7.1 代码文件

假设我们有以下的C++代码文件：

  • main.cpp
  • add.cpp
  • sub.cpp
  • multi.cpp
  • div.cpp
  • operator.h

目录结构如下：

project/
├── Makefile
├── add.c
├── div.c
├── sub.c
├── operations.h
├── main.c

7.1.2 operator.h

  • 该头文件用于定义我们的算术函数
  • pragma once确保该文件不会被重复包含
#pragma once

int add(int x,int y);
int subtract(int x,int y);
int multiply(int x,int y);
int divide(int x,int y);

7.1.3 sub.cpp

  • 实现减法运算函数的文件
#include"operator.h"

int subtract(int x,int y){
    return x - y;
}

7.1.4 mul.cpp

  • 实现乘法运算函数的文件
#include"operator.h"

int multiply(int x,int y){
    return x * y;
}

7.1.5 div.cpp

  • 实现减法运算函数的文件
#include"operator.h"
#include<cassert>

int divide(int x,int y){
    assert(y == 0);
    return x / y;
}

7.1.6 add.cpp

  • 实现加法运算函数的文件
#include"operator.h"

int add(int x,int y){
    return x + y;
}

7.1.7 main.cpp

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

int main(){
    int x = 100, y = 200;
    
    std::cout << "x + y = " << add(x,y) << std::endl;
    std::cout << "x - y = " << subtract(x,y) << std::endl;
    std::cout << "x * y = " << multiply(x,y) << std::endl;
    std::cout << "x / y = " << subtract(x,y) << std::endl;

    return 0;
}

7.2 直接编译链接

下面的方式是最简单的的方式，直接执行编译链接操作

app:add.cpp div.cpp sub.cpp multi.cpp main.cpp
	g++ add.cpp div.cpp multi.cpp sub.cpp main.cpp -o app

编译

make

结果如下

在这里插入图片描述

7.3 编译+链接

  • 这种方式对每个独立的.cpp文件进行编译，得到.o文件
  • 最后将所有.o文件链接在一起，得到可执行文件app
app:add.o div.o multi.o sub.o main.o
	g++ add.o div.o multi.o sub.o main.o -o app
	
add.o: add.cpp
	g++ -c add.cpp -o add.o
	
div.o: div.cpp
	g++ -c div.cpp -o div.o
		
multi.o: multi.cpp
	g++ -c multi.cpp -o multi.o
	
sub.o:sub.cpp
	g++ -c sub.cpp -o sub.o
	
main.o:main.cpp
	g++ -c main.cpp -o main.o

编译结果
在这里插入图片描述

7.4 使用变量

定义一些变量，可以增加可读性，同时方便修改：

  • 自定义变量：变量名=变量值，如var=hello
  • 预定义变量
    • AR : 归档维护程序的名称，默认值为 ar
    • CC : C 编译器的名称，默认值为 cc
    • CXX : C++ 编译器的名称，默认值为 g++
    • $@ : 目标的完整名称
    • $< : 第一个依赖文件的名称
    • $^: 所有的依赖文件

Makefile内容如下

src=add.o sub.o div.o multi.o main.o
target=app

$(target):$(src)
	$(CXX) $^ -o $@

add.o:add.cpp
	$(CXX) -c $^ -o $@
	
sub.o:sub.cpp
	$(CXX) -c $^ -o $@
	
multi.o:multi.cpp
	$(CXX) -c $^ -o $@
	
div.o:div.cpp
	$(CXX) -c $^ -o $@
	
main.o:main.cpp
	$(CXX) -c $^ -o $@

编译结果如下
在这里插入图片描述

7.5 使用模版匹配

当所要编译的文件过多时，使用模式匹配能够简化操作

模式匹配规则

%.o: %.c
	$(CC) -c $< -o $@

%.o: %.c：

  • 这是一个通用规则（模式匹配规则），表示如何将任意 .c 文件编译为对应的 .o 文件。% 是一个通配符，表示任意文件的前缀，例如，add.c 编译为 add.o。

$(CC) -c $< -o $@：

  • -c：告诉编译器只编译，不链接。
  • $<：自动变量，表示第一个依赖文件（在这里是匹配的 .c 文件，如 add.c、div.c 等）。
  • -o $@：$@ 是目标文件（这里是 .o 文件），例如，将 add.c 编译为 add.o。

Makefile文件内容如下：

src=add.o sub.o multi.o div.o main.o
target=app

$(target):$(src)
	$(CXX) $^ -o $@

%.o:%.cpp
	$(CXX) -c $< -o $@

编译结果如下

make

在这里插入图片描述

7.6 完整的Makefile文件

下面的MakeFile文件为完整的文件，用于构建上述项目

CXX = g++

CXXFLAGS = -Wall -std=c++14

SRCS = main.cpp add.cpp sub.cpp multi.cpp div.cpp

OBJS = $(SRCS:.cpp=.o)

TARGET = app

all:$(TARGET)

$(TARGET):$(OBJS)
	$(CXX) $(CXXFLAGS) -o $(TARGET) $(OBJS)
	
%.o:%.cpp
	$(CXX) $(CXXFLAGS) -c $< -o $@
		
clean:
	rm -f $(OBJS) $(TARGET)
	
.PHONY:all clean

代码详解

CXX = g++
CXXFLAGS = -Wall -std=c++17
  • CXX = g++: 定义了编译器使用 g++。
  • CXXFLAGS = -Wall -std=c++14: 设置编译选项：
    • -Wall: 启用所有常见的编译警告，有助于发现潜在的错误。
    • -std=c++17: 指定使用 C++17 标准。
SRCS = main.cpp utils.cpp
OBJS = $(SRCS:.cpp=.o)
  • SRCS = main.cpp utils.cpp: 定义了项目中所有的源文件。
  • OBJS = $(SRCS:.cpp=.o): 使用 Makefile 的模式替换功能，将 .cpp 文件名替换为 .o，生成对象文件列表。$(SRCS:.cpp=.o) 表示将 SRCS 中的所有 .cpp 文件转换为 .o 文件。
TARGET = app
  • TARGET = app: 指定编译生成的可执行文件的名称为 app。
all: $(TARGET)
  • all: $(TARGET): 这是默认目标。当你在命令行中运行 make 时，默认执行 all 规则。它会依赖于 $(TARGET)，即生成指定的目标可执行文件。
$(TARGET): $(OBJS)
	$(CXX) $(CXXFLAGS) -o $(TARGET) $(OBJS)
  • $(TARGET): $(OBJS): 定义如何生成目标文件（app）。它依赖于所有的对象文件 $(OBJS)。
  • $(CXX) $(CXXFLAGS) -o $(TARGET) $(OBJS): 使用指定的编译器和编译选项，将对象文件 $(OBJS) 链接成可执行文件 app。
%.o: %.cpp
	$(CXX) $(CXXFLAGS) -c $< -o $@
  • %.o: %.cpp: 定义一个通用规则，表示如何将任意 .cpp 文件编译为对应的 .o 文件。
  • $(CXX) $(CXXFLAGS) -c $< -o $@: 使用编译器选项$(CXXFLAGS)，将源文件（$< 表示依赖文件，即 .cpp 文件）编译成目标文件（$@ 表示目标文件，即 .o 文件）。
clean:
	rm -f $(OBJS) $(TARGET)
  • lean:: 定义一个名为 clean 的规则，用于删除编译生成的文件。
  • rm -f $(OBJS) $(TARGET): 删除对象文件（$(OBJS)）和可执行文件（$(TARGET)）。-f 选项用于强制删除并忽略不存在的文件。
.PHONY: all clean
  • PHONY: all clean:声明all和clean为目标，以避免与同名文件发生冲突。即使当前目录中存在名为all或clean的文件，make也不会将它们作为目标文件来处理。

编译结果

make

在这里插入图片描述

执行clean命令

make clean

在这里插入图片描述

更多资料：https://github.com/0voice

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