零基础也能学 CMake：三大核心 + 静态库开发 + 自动化打包，从入门到实战掌握 C++ 工程化-优快云博客

零基础掌握CMake：三大核心+静态库开发+自动化打包实战指南

引言：为什么需要CMake？

在C++工程开发中，项目管理是核心挑战。传统编译方式存在平台依赖性强、配置复杂等问题。CMake作为跨平台构建工具，通过声明式配置解决这些问题。本文从零开始，带你掌握三大核心概念、静态库开发流程和自动化打包技巧。

第一部分：CMake三大核心概念

1. 变量与缓存机制
CMake通过变量存储配置信息，使用set()定义变量：

set(PROJECT_NAME "MyApp")  # 定义普通变量
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17 CACHE STRING "C++标准") # 缓存变量

缓存变量会保存在CMakeCache.txt中，支持跨配置重用。

2. 目标（Target）系统
现代CMake的核心是目标导向：

add_executable(app_main src/main.cpp)  # 创建可执行目标
target_include_directories(app_main PUBLIC include) # 添加头文件路径
target_link_libraries(app_main PRIVATE math_lib) # 链接库

PUBLIC/PRIVATE/INTERFACE关键字精确控制依赖传播范围。

3. 生成器表达式
动态生成构建规则的高级特性：

target_compile_options(app_main 
  PRIVATE "$<$<CONFIG:Release>:-O3>"
)

此表达式表示仅在Release构建时启用-O3优化。

第二部分：静态库开发实战

1. 创建静态库

# math_lib/CMakeLists.txt
add_library(math_lib STATIC 
  src/vector.cpp 
  src/matrix.cpp
)
target_include_directories(math_lib INTERFACE include)

2. 使用静态库

# app/CMakeLists.txt
find_package(math_lib REQUIRED)  # 查找库
add_executable(app_main main.cpp)
target_link_libraries(app_main PRIVATE math_lib)

3. 安装配置

install(TARGETS math_lib
  ARCHIVE DESTINATION lib  # 静态库安装路径
  INCLUDES DESTINATION include
)

第三部分：自动化打包实战

1. 基础打包配置

include(InstallRequiredSystemLibraries)
set(CPACK_PACKAGE_NAME "MathSuite")
set(CPACK_PACKAGE_VERSION "1.0.0")

# 生成压缩包和安装程序
set(CPACK_GENERATOR "ZIP;NSIS") 
include(CPack)

2. 组件化打包

# 定义库组件
cpack_add_component(Libraries 
  DISPLAY_NAME "核心数学库"
  DESCRIPTION "提供向量和矩阵运算"
)

# 定义应用组件
cpack_add_component(Application
  DISPLAY_NAME "计算器应用"
  DEPENDS Libraries  # 声明依赖关系
)

3. 跨平台打包技巧

if(WIN32)
  set(CPACK_NSIS_MUI_ICON "${CMAKE_SOURCE_DIR}/assets/icon.ico")
elseif(APPLE)
  set(CPACK_BUNDLE_ICON "${CMAKE_SOURCE_DIR}/assets/mac.icns")
endif()

第四部分：完整项目实战

项目结构

MathSuite/
├── CMakeLists.txt
├── libs/
│   └── math_lib/  # 静态库项目
├── app/            # 主应用程序
└── packaging/      # 打包配置

顶级CMake配置

cmake_minimum_required(VERSION 3.20)
project(MathSuite VERSION 1.0.0)

add_subdirectory(libs/math_lib)
add_subdirectory(app)

# 自动化测试
enable_testing()
add_test(NAME VectorTest COMMAND test_runner)

# 打包配置
set(CPACK_PROJECT_NAME ${PROJECT_NAME})
include(CPack)