Makefile 快速入门

Makefile 快速入门

Gaowei基于自己写的一个简单的C++项目，写了一个Makefile，分享下快速入门Makefile的必备结构与整体工作原理。

项目目录结构如下：

├── main.cpp
├── util.cpp
├── Makefile
├── README.md
└── tools

1. 一个最小可用示例

# 变量定义
CC = gcc # C 编译器
CXX = g++ # C++ 编译器
CXXFLAGS = -std=c++11 -Wall -Wextra -g -pthread # 编译参数
TARGET = app # 主程序可执行文件名
SRCS = main.cpp util.cpp # 源文件
OBJS = $(SRCS:.cpp=.o)  # 目标文件，含义是：将 main.cpp 和 util.cpp 编译生成 main.o 和 util.o
OBJ_DIR = obj # 目标文件目录

# 默认目标: 编译主程序，下面含义是：all 目标依赖 app 可执行文件
all: $(TARGET)

# 链接规则: 链接目标文件生成可执行文件
# 下面含义是：app 文件依赖 objs 目录下的所有 .o 文件
# 并使用 gcc 编译器链接生成 app 可执行文件
# 这里`@`表示当前目标（app），`$^`表示所有依赖（main.o 和 util.o）
$(TARGET): $(OBJS)
	$(CC) $(CFLAGS) -o $@ $^

# 通用编译规则（模式规则）: 编译源文件生成目标文件
# 下面含义是：任何 .o 文件都依赖同名 .c 文件
# 并使用 gcc 编译器编译生成 .o 文件
# 这里`$<`表示第一个依赖（main.c 或 util.c），`$@`表示当前目标（main.o 或 util.o）
%.o: %.c
	$(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@

# 清理: 清理生成的可执行文件和目标文件
# 下面含义是：清理 app 可执行文件和 objs 目录下的所有 .o 文件
# 这里`-f`表示强制删除
clean:
	rm -f $(TARGET) $(OBJS)

# 伪目标: 告诉 Make “这个名字不是文件”，避免与同名文件冲突
# 下面含义是：all 和 clean 目标不是文件，避免与同名文件冲突
.PHONY: all clean

关键要素说明：

• 上面命令等价于: g++ -std=c++11 -Wall -Wextra -g -pthread -o app main.cpp util.cpp
• 变量 (CC, CFLAGS, TARGET 等)：避免重复，便于集中调整编译器、标志、文件名。使用语法 $(VAR) 引用。
• 目标（Targets）：all、$(TARGET)、clean 等。每个目标包含依赖（冒号右侧）和命令（缩进必须是 Tab）。
• 自动化变量：$@ 表示“当前目标”，$^ 表示“所有依赖”，$< 表示“第一个依赖”。能够减少硬编码。
• 模式规则：%.o: %.c 表示“任何 .o 文件都依赖同名 .c”，常用于批量描述编译步骤。
• 伪目标 .PHONY：告诉 Make “这个名字不是文件”，避免与同名文件冲突。

只要具备以上元素（变量、目标、依赖、命令、必要的伪目标）就能完成一个基础 Makefile。

2. Makefile 的工作流程与原理

Make 的核心理念是“根据时间戳判断目标是否需要重新构建”。整体流程如下：

1. 解析文件
   Make 读取 Makefile，展开变量和包含语句，建立“依赖图”。

2. 确定默认目标
   默认是文件中第一个目标（通常写成 all）。也可以通过命令行 make targetName 指定。

3. 递归检查依赖
   对于目标 T，Make 会逐一检查其依赖 D1, D2, ...。如果依赖本身也有规则，则先尝试构建依赖。

4. 时间戳比较
   当任一依赖比目标“更新”（即修改时间较晚），或目标不存在时，执行目标的命令。否则跳过，表示“已经是最新”。

5. 执行命令
   命令行默认在 /bin/sh 中执行，并逐行输出。若某条命令返回非零状态，构建终止。常用前缀：

   • @：抑制命令回显，只输出结果。
   • -：忽略非零退出码（即便失败也继续）。

6. 并行与增量构建
   由于依赖图可以并行解析，你可以使用 make -j 并行构建多个目标；同时，只有过期的目标才会重新编译，确保增量构建高效。