一文入門Makefile

今天我們來玩玩Makefile。

這邊是借鑒的陳皓老師的《跟我一起寫 Makefile》

pdf下載鏈接如下。

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提取碼：mhrh

我們之前已經算是入門了gcc，那我們的下一站就是Makefile，上一篇我們也發現了，當我們的main.c包含了自己寫的頭文件，那么編譯命令會變得很長，如果包含的頭文件很多，那么光是敲編譯命令都夠花我們半條命了。

所以也有下面這個說法。

會不會寫 makefile ，從一個側面說明了一個人是否具備完成大型工程的能力。

那么Makefile到底是做什么的呢？簡單來說，Makefile通過定義一系列編譯規則，指導make工具如何根據源文件的修改情況來執行增量編譯，從而極大地提高了開發效率，Makefile寫出來也就是一個腳本文件。

使用Makefile不僅使得編譯過程自動化，還帶來了諸多好處：

自動化處理復雜的依賴關系：Makefile能夠自動處理和解析項目中各文件之間的復雜依賴關系，確保只有必要的部分被重新編譯。
支持跨平臺構建：通過編寫與平臺無關的Makefile，可以在不同操作系統間實現一致的構建過程。
提高開發效率：開發者只需關注源代碼的編寫，編譯過程的大部分操作都由Makefile自動完成，減少了手動操作的錯誤和時間消耗。

那么廢話不多說，我們直接開始先寫一個Makefile吧。

先別管這里的內容是什么意思，這內容我們寫到Makefile里，Makefile就是這個腳本文件的名字，沒有后綴，當然了也可以叫makefile和GNUmakefile（最好不要叫這個，因為只有GNU make才能識別）。

我們寫好之后要執行Makefile，就直接執行一個make命令。

然后就可以看到執行了一堆命令，這些命令是我們寫在Makefile里面的。

并且生成了下面一堆中間文件。

那其實大部分情況我們是不需要中間文件的，那么我們是不是也可以把刪除中間文件的命令寫進Makefile里呢？那當然是可以了，因為Makefile本質上就是腳本文件，自然是可以寫的。

然后我們執行

make clean

可以看到執行了我們寫在Makefile里面的最后的那個語句。

接下來我們開始揭秘Makefile。

我們先看第一行test：test.o，這實際上是一個規則。這段的含義是我們需要生成test（也就是目標文件），為了生成test首先需要擁有test.o（也就是依賴文件），通過執行下面首行縮進一個tab的那個命令來生成。

如果當前目錄下沒有依賴文件，那么就會在Makefile里找有沒有目標文件是依賴文件的規則。

那么前四個規則大家應該就能看懂了。

但是第五個clean它不是簡單的規則，它是一個特殊的目標，一般用來刪除編譯過程中產生的中間文件，并且我們看到它是沒有依賴的。

執行的時候就是輸入命令 make clean。

因為clean涉及到刪除，而在Linux中刪除就是真刪除了，不像Window里還能從回收站里找到，因此編寫clean的時候我們需要格外小心，但是保不齊我們會失誤，那怎么辦呢？

我們可以在make clean后面加個-n選項來模擬刪除，然后再次檢查是否出錯，此時還不是真的刪除，因此還有改正的機會。

如上可以看得出來當我們執行make clean命令加上-n選項之后，它會展示出執行的刪除命令，但是并沒有真正執行，這時我們就可以對make clean 進行檢查了。

除了直接在Makefile里寫clean，更穩健的寫法是下面這樣的。

?其中.PHONY表示后面的clean是一個偽目標，并不是正常的目標。并且在 rm 前面加上了一個 - ，這表示當我們刪除某些不存在的文件的時候忽略報錯，接著往后執行。

當然還有個潛規則就是clean放在Makefile的最后面。

接著再回到我們的第一版最簡單的Makefile，它是由多個規則構成的，每個規則里有目標文件，依賴文件和執行命令。在Makefile里，它默認會把第一個規則中的目標文件當成是最終目標，也就是說它不一點會執行每個規則，而是只要能夠生成最終目標就行。

要指定最終目標也是可以的，在Makefile開頭加上ALL：最終目標即可。像下面這樣，實際上不一定非得叫ALL，原理就是Makefile會以第一個規則為最終目標，那么我放在第一行的那就是最終目標。

上面就是Makefile最基礎最基礎的內容了。

那接下來我們就可以更進一步了。

既然Makefile是腳本文件，那么它有變量也是正常的對叭。

一般寫在文件開頭，格式就是? 變量名 = 變量值，當我們使用時是這樣的 $(?變量名 )，這邊需要提的是Makefile中的變量比較接近于宏定義，也就是直接替換的，沒有類型。

光講可能比較抽象，我們直接看下面的例子。

上面例子把目標文件直接賦值給了變量targetFile，我們在規則中可以使用$(targetFile)的方式取出test的這個值去使用，當然了上面只是簡單地做個示范，我們還可以拿變量去裝一些更復雜的東西，比如說一堆的文件（沒錯，一個變量能裝的可不止一個文件，用空格隔開可以裝多個）

那我們要給變量賦值賦上一堆文件，除了一個個手敲上去，還有別的更省力的方式那就是通配符。

比如說我們需要給一個變量賦值當前目錄下所有的 .c 文件，那么我們用通配符就可以非常方便的賦值。

大家想的是下面這樣的對叭。

cfile = *.c

但是實際上這樣是不行的，這樣在Makefile中，cfile這個變量的值就是 *.c ，而不是我們想要的所有 .c 文件，這時候就需要用上函數了，既然Makefile是腳本文件，那么有個函數也是很正常的對叭。

正確的寫法是下面這樣的。

cfile = $(wildcard *.c)

這個函數就是 $(wildcard? )，在括號里，wildcard后寫的通配符就會被展開，就會是我們想要的效果了。

除了上面我們自己去寫變量，Makefile里有一些自動化變量我們可以直接去使用的，我們挑幾個常用的來說。

$@ ：本條規則中的目標

$< ：本條規則中第一個依賴，如果第一個依賴代表多個文件（后面會說怎么實現），那么$<就表示為將這多個文件一個個取出來。

$^ ：本條規則中的所有依賴，用空格分隔。

$* ：可以簡單理解成目標文件的名字但是不含后綴名。

$??：比目標更新的依賴，也就是最后修改時間比目標更晚的依賴。

用了上面的自動化變量，那么我們第一版的Makefile可以寫成下面這樣了。

現在我們改一改我們的test.c，像下面這樣。包含了自己寫的頭文件，用了里面的方法。

對應的在Makefile里也需要修改。我們添加了對于mytool1的編譯。

是可以正常make的。

然后我們發現，后面兩個規則中的命令是一樣的，那么實際上我們是可以對他們進行一個合并操作的，也就是說在一個規則里，可以有多個目標。可以像下面這樣改寫，但是由于gcc -o選項只能輸出一個文件，因此在命令里不能使用 $@，但是還好-c選項可以不指定輸出文件，默認就是輸入文件的后綴改成 .o當輸出文件了。

也是可以正常make的。

這個例子主要是想說在Makefile中，在一個規則里可以有多個目標。然后同一個目標也可以有多個規則（這邊不演示了）。

然后實際上我們還有種更簡單的寫法，那就是模式規則。

這邊直接貼出怎么寫的。

看不懂什么意思沒關系，我們make一下，make之后會顯示出它執行的命令，然后我們再分析分析。

看的出來Makefile直接幫我們把我們需要的依賴都執行了。

這是因為上面的%可以看成是任意的東西（類似于通配符中的*），當我們的目標的依賴不存在的時候，Makefile就會在規則中尋找是否目標的依賴和哪個規則的目標一致，找到就會執行這個規則中的命令。就比如說我們上面的Makefile，需要尋找目標為test.o以及目標為mytool1.o的依賴，最終都找到了 %.o:%.c 這個規則，因為%代表任意東西，那么自然是可以匹配上的，這就是模式規則強大的地方，我們可以少寫很多東西了。

不過上面這種寫法有一個可以改進的點，那就是將$^改成$<，我們來看看二者的區別。