CMake是什么

CMake 是一个开源的跨平台自动化生成建构系统、用来管理软件建置的程序，并不依赖于某特定编译器，并可支持多层目录、多个应用程序与多个函数库。
CMake 通过使用简单的配置文件 CMakeLists.txt，自动生成不同平台的构建文件（如 Makefile、Ninja 构建文件、Visual Studio 工程文件等），简化了项目的编译和构建过程。

CMake 本身不是构建工具，而是生成构建系统(的配置文件)的工具，它生成的构建系统可以使用不同的编译器和工具链。

cpp编译过程

cpp程序的编译过程：

windows下生成可执行程序是.exe

编译工具链

cpp程序自己肯定是无法做到上面这些流程的，必须借助一些外部的工具，来执行整个编译流程，编译器与链接器等就扮演了这个角色。通常来说，一个完整的编译流程，并不是只依赖于某一个编译链接工具，而是以来一连串的工具链。

Windows：MSVC和SDK

MSVC并不是一个单独的编译、连接器，而是一套工具链集合。SDK主要提供了在编译链接过程中要使用到的C、C++标准库以及Windows平台的库文件、元数据等。如果把MSVC理解为工具的话，那么SDK更偏向于工具所需要的物料。

Linux：GCC、G++

MacOS：clang/LLVM工具链

构建系统

编译的工具链所做的工作，其实还是比较偏向底层的核心的编译和链接功能，提供的都是最最基本的支持。

随着项目工程越来越复杂，源代码文件越来越多，编译配置项根据场景的不同越来越复杂（例如，Debug模式和Release模式下编译参数不一样）的时候，依然通过直接调用这些命令的时候就会很复杂，我们需要编写大量复杂的命令行才能完成一个复杂项目的编译工作。基于这样的背景，我们诞生了构建系统（Build System）。

简单项目：
1
2
root
|------ test.cpp
1
g++ test.cpp -o test
稍微复杂一点的项目：
1
2
3
4
5
6
7
8
root
|------ test
|       |------- test.h
|		|------- test.cpp
|------ common
|		|------- common.h
|		|------- common.cpp
|------ main.cpp
1
g++ -I. test/test.cpp test/common.cpp common/common.cpp -o main
每次要执行编译的时候，都要输入这些命令行，更别说包含链接库等的G++命令了。

构建系统，简单来说，就是一个管理构建流程的系统，用户根据项目，设定好编译的先后顺序、依赖关系，之后就由构建系统自动化地调用编译工具链，执行项目地编译工作。

打比方：炒菜。
源文件：食材。
编译工具链：厨具。
在没有构建系统之前，用户需要一步步自己去拿着厨具处理食材。
构建系统：自动炒菜机器人。
用户只需要给自动炒菜机器人设定好菜谱，机器人就会按照流程设定，使用对应地厨具去处理对应的食材了。

常见的构建系统：

Windows：MSBuild与sln、vcxproj

Linux：make与Makefile

make是构建工具，读取配置文件Makefile文件，根据内容执行具体的构建流程。

Makefile的内容较好理解，基本就是一个包含了gcc相关命令的脚本文件：

macOS：xcodebuild与xcodeproj

生成构建系统的工具：CMake

前面我们介绍了构建系统的能力：允许用户以配置的方式来组织项目，并让构建系统代替用户完成底层编译工具链的调用。

但是我们不难发现：不同的平台的构建系统，都有自己独有的编译工具链和配置，如果想要实现一份代码的跨平台编译，目前需要准备至少三套构建系统。此外，如果项目本身结构发生了变化，需要同时修改三套构建系统。

那么面对一致性与可维护性的问题，有人提出这样的解决思路，既然每个平台的构建系统比较成熟了，那么暂时不考虑重新做一套的跨平台的构建系统，而是换一个角度，提供一个工具并约定一套几乎与平台无关的通用配置。通过工具加上特定的配置，就可以做到：

如果用户希望在Windows上构建应用的时候，那么这个工具就基于配置生成一套msbuild能够加载的.sln、.vcxproj工程配置。于是，我们可以直接使用msbuild构建或是用VS打开工程开发构建；
如果用户希望在Linux上基于同样的代码构建Linux平台的应用，那么这个工具就利用同一份配置生成一套make能够加载的Masefield配置。于是，在Linux，我们就可以使用make命令来构建这个应用了；
macOS同理。

基于上述的设想，CMake面世。与CMake搭配的所谓的“通用配置”，就是我们经常见到的CMakeLists.txt文件，通过特定的DSL（领域特定语言），来描述项目结构以及编译规则。CMake工作流程就是根据CMakeLists.txt来生成平台构建系统特定的项目结构和配置。基于上述设想的结果，各个平台的构建系统配置的编写与维护的任务就沉淀到了CMake中，减轻用户的一部分开发负担。

CMake 的作用和优势

跨平台支持： CMake 支持多种操作系统和编译器，使得同一份构建配置可以在不同的环境中使用。
简化配置： 通过 CMakeLists.txt 文件，用户可以定义项目结构、依赖项、编译选项等，无需手动编写复杂的构建脚本。
自动化构建： CMake 能够自动检测系统上的库和工具，减少手动配置的工作量。
灵活性： 支持多种构建类型和配置（如 Debug、Release），并允许用户自定义构建选项和模块。

构建配置

CMakeLists.txt 文件： CMake 的配置文件，用于定义项目的构建规则、依赖关系、编译选项等。每个 CMake 项目通常包含一个或多个 CMakeLists.txt 文件。
构建目录： 为了保持源代码的整洁，CMake 鼓励使用独立的构建目录（Out-of-source 构建）。这样，构建生成的文件与源代码分开存放。

基本工作流程

编写 CMakeLists.txt 文件： 定义项目的构建规则和依赖关系。
生成构建文件： 使用 CMake 生成适合当前平台的构建系统文件（例如 Makefile、Visual Studio 工程文件）。
执行构建： 使用生成的构建系统文件（如 make、ninja、msbuild）来编译项目。

通过CMake，实现了一致性和可维护性

CMake究竟在做什么

CMake 自己并没有构建任何东西的能力，CMake它依赖于系统中的其他工具(构建系统)来执行实际的编译、链接和其他任务。CMake好似一个在构建过程中工作的“协调器”，它清楚哪些步骤需要完成，理解最终目标是什么，以及忙碌于为构建工作找到合适的“工人”和“材料”。综上，这个过程有三个阶段：配置、生成、构建阶段