[Linux]详细的Makefile使用教程（每一步都有例子）

目录

一、Makefile的基本结构 

二、Makefile的工作原理

三、Makefile的常用命令和选项

make命令

make clean

make -f file

make -C dir

make -n

make -s

四、Makefile中的变量：$(变量名) $@，$<，$^

赋值：= 和 :=

$(变量名)

$@，$<，$^

五、%的使用 

六、.PHONY的使用

清理例子

多个个不同的.cc文件形成多个不同的可执行文件例子（以两个为例）

七、Makefile的常用函数wildcard 和 patsubst

wildcard

patsubst

八、常用的Makefile的示例

一个test.cc文件形成对应的test可执行文件

多个.cc文件形成对应的可执行文件（以两个为例）

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Makefile是软件开发中用于自动化编译的工具，它定义了一系列的规则来指定哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译等。Makefile的使用极大地提高了软件开发的效率。以下是Makefile使用的基本介绍：

一、Makefile的基本结构 

Makefile文件包含了一系列的“规则”，每个规则的基本结构如下：

目标(target)…: 依赖(prerequisites)… 
<tab>命令(command)

• 
  目标(target)：通常是要生成的文件的名称，也可以是执行的动作名称，如“clean”。
• 依赖(prerequisites)：生成目标所需要的文件或中间过程生成的目标。
• 命令(command)：通过执行命令对依赖操作生成目标。命令前必须是一个Tab字符，不能是空格。

例子（有些东西如 $@ 、$^、.PHONY后面都会讲.）：

test:test.cc
	g++ -o $@ $^
.PHONY:clean
clean:
	rm -f test

备注：

• 在Linux中 .cpp 等价于 .cc 等价于 .cxx
• g++是一个编译c++语法的编译器，gcc是一个编译c语音语法的编译器

 使用前：

使用make后，形成可执行文件test:

使用make clean后删除可执行文件test:

二、Makefile的工作原理

1. 检查依赖：在生成目标之前，make会检查规则中的依赖是否存在。如果不存在，则寻找是否有规则用来生成该依赖文件。
2. 检查更新：如果依赖存在，make会检查依赖的时间戳是否比目标的时间戳新。如果依赖的时间戳更新，则执行命令更新目标。
3. 执行命令：如果目标需要更新，则按照规则中的命令执行操作。

三、Makefile的常用命令和选项

make命令

功能： 默认执行Makefile文件中的第一个目标。

例子：

Makefile:

test1:test1.cc
	g++ -o test1 test1.cc
test2:test2.cc
	g++ -o test2 test2.cc

执行执行g++ -o test1 test1.cc而不会执行g++ -o test2 test2.cc，如果你想同时执行两后面会讲。

只会形成可执行文件test1,而不会形成可执行文件test2

make clean

功能：通常用于清除编译过程中产生的中间文件和最终生成的目标文件。

make -f file

功能：指定Makefile文件的名称，不使用默认的Makefile、makefile或GNUmakefile。

例子：

假设你有一个名为 alt_makefile 的 Makefile 文件，你可以通过以下命令来使用它：

make -f alt_makefile

• 使用 -f 选项时，make 不会查找当前目录下的 Makefile、makefile 或 GNUmakefile 文件，除非你显式地通过 -f指定它们。
• 你可以指定多个 -f 选项来包含多个 Makefile 文件。make 会按照指定的顺序读取这些文件，并合并它们的规则。如果多个文件中定义了相同的规则，后面的文件会覆盖前面的文件中的定义。
• 在一些复杂的项目中，可能会有多个 Makefile 文件，分别用于不同的构建目标或环境。使用 -f 选项可以灵活地选择使用哪个 Makefile 文件。

make -C dir

功能：在读取Makefile之前改变工作目录至dir目录。

例子：

假设你的项目结构如下，并且你想要在 src 目录下构建项目：

 
	project/ 
 
	├── Makefile 
 
	└── src/ 
        
    	├── Makefile 
 
	    └── ... (源文件)

你可以在项目的根目录（project）下运行以下命令来执行 src 目录中的 Makefile：

make -C src

make -n

功能：只打印要执行的命令但不执行。

例子：

只显示执行内容，但不执行，没有形成可执行文件test

make -s

功能：执行命令但不显示执行的命令。

例子：

没有显示执行内容，但执行命令了，形成了可执行文件test

四、Makefile中的变量：$(变量名) $@，$<，$^

Makefile中可以使用变量来简化规则的编写。变量可以在Makefile的任何地方定义和使用，引用变量时需要用$(变量名)的形式。

赋值：= 和 :=

• 使用 = 进行赋值时，Makefile 会进行延迟展开（lazy evaluation 或 recursive expansion）。这意味着变量的值不会立即确定，而是在每次变量被引用时根据变量的当前值重新计算。

• 使用 := 进行赋值时，Makefile 会进行直接展开（immediate evaluation 或 simple expansion）。这意味着变量的值在赋值时立即确定，并且之后不会改变（除非使用其他机制，如 override 指令）。

$(变量名)

自定义变量：如G=g++，定义了一个变量G，其值为g++。

例子：

G=g++
test:test.cc
    $(G) -o test test.cc

 等价于

test:test.cc
    g++ -o test test.cc

$@，$<，$^

自动变量：如$@表示规则中的目标，$<表示第一个依赖文件，$^表示所有的依赖文件。

例子1：

test:test.cc
    g++ -o $@ $^

 等价于：

test:test.cc
    g++ -o test test.cc

 例子2：

test:test1.o test2.o test3.o
    g++ -o $@ $^

 等价于

test:test1.o test2.o test3.o
    g++ -o test test1.o test2.o test3.o

例子3：

test:test.cc
    g++ -o $@ $<

等价于

test:test.cc
    g++ -o test test.cc

五、%的使用 

模式规则允许使用%通配符来匹配文件名，从而可以为一组文件定义相同的编译规则。例如：

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

这条规则表示对于所有的.c文件，都使用$(CC) -c命令编译成对应的.o文件。

六、.PHONY的使用

伪目标（phony target）是那些不真正生成文件的目标，如“clean”。为了避免与同名文件冲突，可以使用.PHONY声明伪目标：

清理例子

Makefile代码：

.PHONY: clean  
clean:  
	rm -f $(shell find -name "*.o")

• .PHONY: clean：这一行声明了clean是一个伪目标。这意味着，无论何时你运行make clean，make都会执行clean目标下的命令，而不会去检查名为clean的文件是否存在或是否是最新的。这对于那些不生成文件的命令（如清理命令）特别有用。

• clean:：这是clean伪目标的开始。它后面跟着的是要在该目标上执行的命令。

• rm -f $(shell find -name "*.o")：这是clean目标下要执行的命令。这个命令使用了shell函数和find命令的组合来查找并删除当前目录及其子目录下所有扩展名为.o的文件（通常是编译过程中生成的对象文件）。

  • $(shell find -name "*.o")：shell函数会在执行Makefile中的命令之前，在shell中执行括号内的命令（在这个例子中是find -name "*.o"）。这个命令会搜索当前目录及其所有子目录，寻找所有文件名以.o结尾的文件，并返回这些文件的完整路径。然后，这些路径会被rm -f命令接收，用于删除这些文件。

  • rm -f：这个命令用于删除文件，-f选项表示“强制”（force），即使文件不存在也不会报错。

多个个不同的.cc文件形成多个不同的可执行文件例子（以两个为例）

Makefile代码：

all:test1 test2
test1:test1.cc
	g++ -o test1 test1.cc
test2:test2.cc
	g++ -o test2 test2.cc
 
clean:
	rm -f test1 test2
 
.PHONY: all clean

  

七、Makefile的常用函数wildcard 和 patsubst

Makefile中提供了许多内置函数，如wildcard、patsubst等，用于对文件名进行匹配、替换等操作。

wildcard

$(wildcard pattern)：查找当前目录下所有符合模式pattern的文件。

例如：

SRC=$(wildcard *.cc)  

查找当前目录下所有.cc后缀的文件赋值给SRC,例如当前目录有main.cc test.cc,那么SRC=main.cc test.cc

注意：wildcard只能查找当前目录的文件，如果想要找的文件在当前目录的一个目录中，那么它是找不到的，此时应该使用：SOURCES := $(shell find src -name "*.cc")  

patsubst

$(patsubst pattern,replacement,text)：将text中符合pattern的部分替换为replacement。

例如：

# 定义一个变量，包含了一些文件名  
FILES = foo.c bar.c baz.h  
  
# 使用patsubst将.c文件扩展名替换为.o  
OBJECTS = $(patsubst %.c,%.o,$(FILES))  

八、常用的Makefile的示例

一个test.cc文件形成对应的test可执行文件

 
test:test.cc
	g++ -o $@ $^
 
.PHONY:clean
clean:
    rm -f test

效果：

输入make形成可执行文件test

输入make clean删除可执行文件test

多个.cc文件形成对应的可执行文件（以两个为例）

all:test1 test2
test1:test1.cc
	g++ -o test1 test1.cc
test2:test2.cc
	g++ -o test2 test2.cc
 
clean:
	rm -f test1 test2
 
.PHONY: all clean

备注：.PHONY: all clean写在哪都行

完结！！！