Makefile学习笔记

1.Makefile是什么

　　当一个工程中的源文件数量太多时，我们可以使用Makefile文件定义一系列规则来指定哪些文件需要先编译或后编译，甚至重新编译。

　　简而言之，我认为Makefile可以实现自动化编译，只需要一个make命令，该项目的程序能实现完全自动编译，提高了软件开发的效率。

2.文件命名和规则

文件命名：Makefile 或者 makefile

规则：一个Makefile文件可以有一个或者多个规则

 

目标 ：依赖

　　命令（shell命令）

app: sub.c mult.c div.c add.c main.c 
            gcc mult.c sub.c add.c div.c main.c -o app

app为目标文件，%.c 为依赖文件。通过gcc命令来连接生成app。

注意：Makefile中的其他规则一般为第一条规则服务。

下面是Makefile的另外一种写法：

app:sub.o div.o add.o mult.o main.o
        gcc sub.o div.o add.o mult.o main.o -o app

sub.o:sub.c
          gcc -c sub.c -o sub.o 
div.o:div.c
          gcc -c div.c -o div.o 
add.o:add.c
          gcc -c add.c -o add.o 
mult.o:mult.c
          gcc -c mult.c -o mult.o 
main.o:main.c
          gcc -c main.c -o main.o 
  

该写法可以提高编译的效率，当执行make命令时，会执行第一条规则，寻找依赖文件，如果找不到就会跳到其他规则中找相应的生成依赖文件。该写法的好处是：在已经编译好的前提下，当我更新了一个源文件时，我只会遍历并判定更新的源文件进行修改更新编译，对其他未修改源文件不做任何处理。而第一种写法可能需要遍历

所有源文件进行编译，效率会比第二种方法低一些，所以推荐使用第二种Makefile写法。

3.Makefile工作原理：

上面提到了一些：命令在执行前，需要检查规则中的依赖文件是否存在：

1.若存在，执行命令

2.若不存在，向下检查其他规则，检查有无一个规则是用来生成这个依赖的，如果找到了就执行该规则的命令

 

检测更新：在执行规则中的命令时，会比较目标和依赖文件的时间

1.若目标比依赖时间晚，目标不需要更新，对应规则中的命令不需要被执行。

2.若目标比依赖时间早，也就是依赖的时间比目标晚，说明依赖被修改了，需要重新生成目标。

这也就是为什么上述第二种方法更好的原因了，在检测更新的时候，只需要更新已被修改的源文件，效率提高。

 

4.变量、模式匹配、函数的用法

我们发现，前两种方法都需要写出源文件名称，如果有1000个源文件，那我们岂不是要写1000个？所以，为了减轻负担，Makefile引入了变量和模式匹配概念，我们先讲变量。

自定义变量 

　　变量 名 = 变量值  

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

　　$^ : 所有依赖文件

获取变量的值

　　$(变量名)

 

下面是变量的用法

src  = sub.o add.o mult.o div.o main.o
target = app
$(target):$(src)
        $(CC) $(src) -o $(target)

sub.o:sub.c
        gcc -c sub.c -o sub.o
add.o:add.c
        gcc -c add.c -o add.o
mult.o:mult.c
        gcc -c mult.c -o mult.o
div.o:div.c
        gcc -c div.c -o div.o
main.o:main.c
        gcc -c main.c -o main.o

在这里我们自定义了目标文件target和依赖文件target，通过变量来编写Makefile文件可以减轻一些敲代码工作。

然而我们发现，下面其他规则还是需要一一写清楚，代码工作量依旧很大，因此我们需要引入通配符和模式匹配的概念。

%.o : %.c
            %: 通配符，匹配一个字符串
            两个%匹配的是同一个字符串
%.o :%.c
            gcc -c $< -o $@

完整的代码如下：

src = sub.o add.o mult.o div.o main.o
target = app
$(target):$(src)
                $(CC) $(src) -o $(target)

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

 

最后引入函数

$(wildcard PATTERN...)

功能：获取指定目录下指定类型文件列表

参数：PATTERN指的是某个或多个目录下的对应的某种类型的文件，若有多个目录，一般使用空格间隔。

返回：得到的若干个文件的文件列表，文件名之间使用空格间隔。

$(patsubst <pattern>,<replacement>,<text>)

功能：查找<text>中的单词 ，查看是否符合模式<pattern>,若匹配的话，就用<replacement>替换。

eg:
$(patsubst %.c, %.o,x.c bar.c)


返回：x.o bar.o

 

下面是实际用法：

src = $(wildcard ./*.c)
objs = $(patsubst %.c, %.o,$(src))
target=app
$(target): $(objs)
                    $(CC) $(objs) -o $(target)

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