Makefile 初步了解

编译的四个阶段

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Makefile

一、Makefile的作用

Makefile是一种用于自动化编译和构建软件项目的文件

Makefile的规则

语法规则:

target(目标) ... : prerequisites (前提、依赖的文件)...

        command ... ...

eg.

debug:
    @echo "hello world"

会输出hello world

如果编译一个c文件

#include <stdio.h>

int main()
{
	printf("hello world\n");
	return 0;
}

其Makefile文件可以这样写

debug:
	@echo "hello world"

hello:
	@gcc -o hello hello.c

在指令面前加上 “@”能不打印处指令。

伪目标

如果一个目标(debug,hello)和一个实际文件同名,那么make会认为该目标已经是最新的,不需要重新生成,也不会执 行其命令。通过将目标声明为伪目标,可以避免这种情况,强制执行其命令。

debug:
	@echo "hello world"

hello:
	@gcc -o hello hello.c
clean:
	@rm hello
.PHONY:clean

 如果当前目录下有命名为clean文件,需要在makefile后面加上 .PHONY:clean 可以。这个是强制执行clean 这个目标

Makefile变量赋值和预定义变量

四种运算符分别是=:=?=+=, $符号表示取变量的值,当变量名多于一 个字符时,使用"( )":

= 表示延迟展开赋值,即变量的值是在使用时才确定,可能会受到后面的赋值影响。

:= 表示直接赋值,即变量的值是在定义时就确定,不会受到后面的赋值影响。

+= 表示追加赋值,即将等号后面的值追加到变量原来的值之后,形成一个新的值。

TARGET = hello
cc := gcc
cc ?= g++ #如果前面没有定义cc 就定义为g++ 
TARGET1 = ${cc}${TARGET}
cc += -g  #后面加参数
# :=立即赋值, =

 由于 TARGET1 = ${cc}${TARGET} 所以 TARGET1 = gcc -g hello

 $符的其他用法:

$^ 表示所有的依赖文件

$@ 表示生成的目标文件

$< 代表第一个依赖文件

 注释和换行

采用#进行一行注释

采用\作为续行符

 变量的替换引用

语法格式:$(var:a=b)或${var:a=b}

src :=hello.c b.c
obj :=${src:.c = .o}

结果是把.c改成了.o 

eg。

TARGET = hello
cc := gcc
src := hello.c


debug:
    echo "hello world"
    
${TARGET}:${src}
    #${cc} -o ${TARGET} ${src}
    $(CC) -o $@ $<
# $@ 生成的目标文件(TAERGET)
# $< 第一个依赖文件(src)
# $^ 所有的依赖文件
compile:
    ${TARGET}
clean:
    rm clean
.PHONY:clean 

二、常见函数

Makefile函数的基本格式是:$(<function> <arguement> )或者是${<function> <arguement>  },其中,function是函数名,arguement是函数的参数,参数之间要用逗号分隔 开,参数和函数名之间使用空格分开。调用函数的时候要使用字符“$”,后面可以跟小括号或者大括号。

1)wildcard !

akefile中的wildcard 是一个函数,用于扩展通配符,返回与通配符匹配的文件列表。通配符是一种特 殊的字符,可以表示多个文件名或目录名,常见的通配符有 * 和 ?.

比如*.c 表示所有以 .c 结尾的文件名,a?.txt 表示所有以 a 开头,中间有一个任意字符,以 .txt 结尾的文 件名。例如:

SRC = $(wildcard src/*.c)
#查看src文件夹所有的.C文件

2)shell !

${shell <命令> <参数列表>}     //返回值是命令执行结果

查询当前目录下 命名中含有.c的文件

SRC := $(shell find . -name *.c)

3)patsubst替换函数 !

${paysubst pattern,replacement,text}

pattern: 是一个包含通配符 % 的模式,表示匹配任意长度的任意字符

replacement: 是一个替换字符串,也可以包含 %,表示用 pattern 中匹配的字符替换。 text: 是一个要处理的文本,可以包含多个以空格分隔的单词。

返回值:patsubst 函数会在 text 中找到所有符合 pattern 的单词,并用 replacement 替换它们,然后 返回替换后的文

本。

src := a.c b.c c.c. d.c

obj := $(patsubst %.c,%.o,$(src))

 4) subst替换函数 !

$(subst from,to,text)

from: 是要被替换的字符或单词

to: 是替换后的字符或单词

text: 是要处理的字符串。

返回值:subst 函数会在 text 中找到所有的 from,并用 to 替换它们,然后返回替换后的字符串。 

把”from“ 改成“

to” 在text中

$(subst ee,EE,feet on the street)

5)dir函数:!

dir 函数是一个用于从文件名序列中提取目录部分的函数

$(dir NAMES...)

SRC_DIR := $(dir $(SRC))

把src中文件的路径提出来 

结合以上内容写一个makefile

编译src文件下的.c文件,生成的可执行文件放在obj目录下。


cc := gcc
SRC :=${shell find . -name *.c}
SRC_DIR :=${dir ${SRC}}
mid1:=${subst .c, ,$(SRC)}
mid2:=$(subst main,hello,$(mid1))

OBJ:=$(patsubst ./src/%,./obj/%,${mid2})
#OBJ:=$(patsubst ./src/%,./obj/%,${mid2})

#=====================================================
defult:
	echo "hello world"
	echo ${SRC}
	echo ${OBJ}
#	echo ${OBJ1}

${OBJ}:${SRC}
	mkdir -p obj
	${cc} -o $@ $^

ok:${OBJ}
	
clean:
	rm ${OBJ} 

.PHONY:clean

====上面是为了奏出想要的指令。

6)suffix函数

$(suffix  <name....>)

功能:从文件名序列中取出各个文件名的后缀。

返回值:返回文件名序列的后缀序列,如果文件没有后缀,则返回空字串。

$(suffix src/foo.c src-1.0/bar.c hacks)

 返回值:.c .c 

 7)basename函数

$(basename )

功能:从文件名序列中取出各个文件名的前缀部分

返回值:返回文件名序列的前缀序列,如果文件没有前缀,则返回空字符串。

${basename  src/foo.c src-1.0/bar.c hacks}

返回:

        src/foo src-1.0/bar hacks 

 8)addsuffix函数

$(addsuffix ,<suffix>,<name>)

功能:把后缀(suffix)加到中的每个单词(name)后面。

返回:返回加过后缀的文件名序列。

$(addsuffix .c,foo bar)

返回值:foo.c bar.c” 

 9)addprefix函数

$(addprefix src/,foo bar)

功能:把前缀加到中的每个单词后面。

返回值:返回加过前缀的文件名序列。

$(addprefix src/,foo bar)

返回值 :src/foo src/bar 

 10)foreach函数!

和循环差不多:不断分割var,用每个var片段执行text操作

 $(foreach <var>,<list>,<text>)

把list中使用空格分割的单词依次取出并赋值给变量var, 然后执行text表达式

${foreach var, ${INCLUDE}, -I$(var)}
INCLUDE := /usr/include \
			/usr/local/include 
I_FLAGS:=${foreach var, ${INCLUDE}, -I $(var)}

结果 : -I /usr/include -I /usr/local/include

 11)条件判断语言

ifeq/ifneq语句:

ifeq语句 : 判断参数 是否相等,相等为 true, 否则是 false.

ifneq语句:判断参数 是否不等,不等为 true, 否则为 false.

ifeq (arg1, arg2)
#arg1 arg2 相等执行这里的语句
else
#arg1 arg2 不相等执行这里的语句
endif


ifneq (arg1, arg2)
#arg1 arg2 不相等执行这里的语句
else
#arg1 arg2 相等执行这里的语句
endif

 ifdef/ifndef语句

ifdef 语句: 判断参数 是否有值 ,有值为 true, 否则是 false

ifndef : 判断参数 是否没有值 ,没有值为 true, 否则为 false.

ifdef var
#如果定义了var,执行这里的内容
else
#如果没定义var,执行这里的内容
endif


infdef var
#如果没定义var,执行这里的内容
else
#如果定义var,执行这里的内容
endif

### 回答1: 题目描述 有N头奶牛,它们在M个牛棚之间相互转移。每个牛棚里有一些奶牛,每分钟可以容纳一头奶牛。一头奶牛从一个牛棚走到另一个牛棚需要一分钟的时间。现在,这些奶牛要开一个牛派对,它们要在同一时间到达同一个牛棚,所以它们需要在某个牛棚等待一段时间。你需要计算最小的等待时间,使得所有奶牛都能够在同一时间到达同一个牛棚。 输入格式 第一行包含三个整数N,M,X。 接下来M行,每行包含三个整数a,b,t,表示牛棚a和牛棚b之间有一条双向边,需要t分钟才能通过。 输出格式 输出一个整数,表示最小等待时间。 数据范围 1≤N≤500 1≤M≤10000 1≤X≤N 1≤a,b≤N 1≤t≤1000 输入样例#1 3 3 1 1 2 5 2 3 5 1 3 10 输出样例#1 5 输入样例#2 4 5 4 1 2 10 2 3 10 3 4 10 4 1 10 1 3 20 输出样例#2 30 算法1 (最短路) $O(N^3)$ Dijkstra算法 Dijkstra(迪杰斯特拉)算法是由荷兰计算机科学家狄克斯特拉于1956年发明的,因此又叫狄克斯特拉算法。 Dijkstra算法是一种贪心算法,用于求解一个节点到其他所有节点的最短路径。它的主要特点是以起始点为中心向外层层扩展(广度优先搜索思想),直到扩展到终点为止。 具体做法是:设立一个数组dis来保存源点到各个顶点的最短距离和一个数组book[i]来记录一个顶点是否已经在队列中。 初始时,原点s的路径权重被赋为0 (dis[s] = 0)。若对于顶点s存在能直接到达的边(s,m),则把dis[m]设为w(s, m),同时把所有其他(s不能直接到达的)顶点的路径长度设为无穷大。初始时,所有顶点并不属于任何已知最短路径所包含的顶点集合,因此都被标记为未知最短路径长度。当算法结束时,dis[v]中存储的便是源点s到顶点v的最短路径,或者如果从s无法到达v,则值为INF。 Dijkstra算法流程: 算法流程: 1. 将所有顶点分为两部分:已知最短路的顶点集合P和未知最短路的顶点集合Q。 2. 初始时,顶点集合P中只有源点s一个元素,以源点s为起点向外扩展。 3. 每次从顶点集合Q中选取一个顶点u(u的dist最小),并加入到顶点集合P中,同时以u为中心进行扩展。 4. 重复步骤3,直到顶点集合Q为空或者终点被加入到顶点集合P中。 5. 算法结束,最短路径保存在dis数组中。 时间复杂度 Dijkstra算法的时间复杂度为O(N^2)。由于N较小,因此可以通过本题。 参考文献 Dijkstra算法讲解 C++ 代码 算法2 (最短路) $O(N^2)$ Floyd算法 Floyd算法又称为插点法,是一种利用动态规划的思想寻找给定的加权图中多源点之间最短路径的算法,与Dijkstra算法类似。该算法名称以创始人之一、1978年图灵奖获得者、斯坦福大学计算机科学系教授罗伯特·弗洛伊德命名。 Floyd算法的基本思想 设G=(V,E)是一个带权有向图,其邻接矩阵为W。V={v1,v2,……,vn},W[1:n,1:n],则该图的Floyd算法可描述如下: 时间复杂度 Floyd算法的时间复杂度为O(N^3)。由于N较小,因此可以通过本题。 参考文献 Floyd算法讲解 C++ 代码 算法3 (最短路) $O(N^2)$ Bellman-Ford算法 Bellman-Ford算法是一种单源最短路径算法,可以处理负权边,但不能处理负权回路。 Bellman-Ford算法的基本思想 对于图中的任意一条边(u, v),Bellman-Ford算法会对每一条边进行一次松弛操作(Relax),并且这些操作是按照顺序进行的:当算法进行第i次松弛操作时,它只会改变长度为i+1的路径上的顶点的值。因此,当算法执行完第n-1次松弛操作后,路径长度最长不超过n-1,此时所有最短路径都已经求出。 时间复杂度 Bellman-Ford算法的时间复杂度为O(N*M)。由于N和M的范围较小,因此可以通过本题。 参考文献 Bellman-Ford算法讲解 C++ 代码 ### 回答2Usaco 2007 Feb的问题是关于Cow Party的。这个问题中,农夫约翰有N头奶牛,它们之间通过一些路径相互连接,并且每个路径都有一个长度。约翰想要在某个时间将它的所有奶牛聚集在一起举办一个派对,现在他想知道所有奶牛从各自的位置到达聚会地点所需的最短时间。 为了解决这个问题,我们可以使用Dijkstra算法。我们首先需要创建一个节点集合,包含所有的奶牛和派对地点,并且初始化每个节点的最短时间为无穷大。接下来,我们选取一个起点节点--聚会地点,并将它的最短时间设置为0。然后我们开始遍历所有的节点,每次选择一个最短时间未确定的节点,并更新它的邻居节点的最短时间。我们重复这个过程,直到所有节点的最短时间都确定。 在更新节点的最短时间时,我们需要根据节点之间的路径长度来更新。我们检查从当前节点到邻居节点的路径长度加上当前节点的最短时间是否小于邻居节点目前的最短时间。如果是,则更新邻居节点的最短时间为新的最短时间。 最后,我们可以得到所有奶牛到达聚会地点所需的最短时间。我们找到所有奶牛起始位置的最长最短时间,即为我们的答案。 通过使用Dijkstra算法,我们可以解决这个问题并得到最优解。因此,Usaco 2007 Feb的Cow Party问题可以通过这种方法解决。
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