CMake教程（三）：添加库的使用要求

摘要：本文介绍了如何通过现代 CMake 语法设置目标的使用要求，以便更好地管理库和可执行文件的编译、链接及包含路径等属性。使用要求命令如 target_compile_definitions()、target_include_directories()、target_link_libraries() 等，允许精确控制编译器和链接器的行为。文章通过重构一个 CMake 项目示例，展示了如何设置库的包含目录、使用 INTERFACE 库来定义编译选项以及链接多个库。此外，还详细解释了 target_include_directories() 的使用场景，包括如何为目标设置私有、公共或接口包含目录。

目标参数的使用要求（Usage Requirements）允许更好地控制库或可执行文件的链接和 include 行，同时也可以更好地控制 CMake 中目标的传递属性。使用要求指的是某个目标（如库或可执行文件）在被其他目标使用时，需要满足的条件或要求，比如包含路径、编译选项、链接库等。这些要求定义了目标对外暴露的接口，以及在链接其他目标时如何传递这些属性。举一个例子，例如我们制造一个物理部件供别人使用，使用要求就是这个物理部件的使用说明书，告诉客户应该怎么使用这个物理部件。

利用使用要求的主要命令是：

• target_compile_definitions()：用于向指定的目标（库、可执行文件等）添加编译选项。这可以使我们对特定的目标定制某些编译选项，这些选项不会影响到其它目标。例如：

 add_library(MyLibrary STATIC mylibrary.cpp)
 target_compile_options(MyLibrary PRIVATE -Wall -Wextra -Werror)

以上命令只向 MyLibrary 这个库添加私有编译选项。

• target_include_directories()：用于向指定的目标添加包含目录，这些目录是编译器在搜索头文件时应该查找的路径。
• target_link_directories()：原本用于向指定的目标（target）添加链接器搜索库的路径（linker search directories），会影响到链接器全局的搜索路径列表。但在 CMake 3.12 之后的版本，更推荐使用 target_link_libraries()。
• target_link_options()：为目标（可执行文件、动态链接库和模块库（module library））的链接步骤添加选项。
• target_precompile_headers()：添加需要进行预编译的头文件列表
• target_sources()：向指定的目标添加源文件。这使得我们可以在定义目标之后，仍然能够向其中添加或修改源文件列表，而无需重新定义整个目标。这对于构建系统需要动态地包含或排除源文件时特别有用。

本节我们使用现代 CMake 语法重构 CMake教程（二）：创建并使用库。

在上一节中，当可执行文件使用 MathFunctions 库时，顶层的 CMake 文件需要包含这个库所在的目录。本节我们在自定义的库中定义它自己的使用要求，以便在必要时将其传递给其他目标。简言之，就是在 MathFunctions 子目录下的 CMake 文件当中指定包含目录。这样使用 MathFunctions 库的目标只需要链接这个库，而不需要再添加 include 目录。

本节所用的材料是官网提供的源代码目录下的 Step3 。

下面的两个练习，将要完成的功能：

1. 生成 MathFunctions 库的 CMake 文件指定 include 路径。这样使用这个库的目标，在使用 target_include_directories() 是就不用再指定 MathFunctions 的目录。
2. 使用 INTERFACE 库指定生成目标时所使用的 C++ 标准。这样就可以为每个目标单独设置编译器编译时的选项。

1. 添加库的使用要求

按照如下步骤修改相应的文件：

1. MathFunctions/CMakeLists.txt

target_include_directories(MathFunctions
                           INTERFACE ${
   
   CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}
                           )

${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR} 是指当前被处理的源目录的路径。
2. 顶层 CMakeLists.txt

target_include_directories(Tutorial PUBLIC
                           "${PROJECT_BINARY_DIR}"
                           )

可以看到，此时可以不用再加上"${PROJECT_SOURCE_DIR}/MathFunctions"。

2. 使用 INTERFACE 库设置 C++ 标准

按照如下步骤修改相应的文件：

1. 修改顶层的 CMakeLists.txt 文件：

add_library(tutorial_compiler_flags INTERFACE