1. 什么是 Makefile

Makefile 文件描述了 Linux 系統下 C/C++ 工程的編譯規則，它用來自動化編譯 C/C++ 項目。一旦寫編寫好 Makefile 文件，只需要一個 make 命令，整個工程就開始自動編譯，不再需要手動執行 GCC 命令。一個中大型 C/C++ 工程的源文件有成百上千個，它們按照功能、模塊、類型分別放在不同的目錄中，Makefile 文件定義了一系列規則，指明了源文件的編譯順序、依賴關系、是否需要重新編譯等。

Makefile 可以簡單的認為是一個工程文件的編譯規則，描述了整個工程的編譯和鏈接等規則。其中包含了那些文件需要編譯，那些文件不需要編譯，那些文件需要先編譯，那些文件需要后編譯，那些文件需要重建等等。編譯整個工程需要涉及到的，在 Makefile 中都可以進行描述。換句話說，Makefile 可以使得我們的項目工程的編譯變得自動化，不需要每次都手動輸入一堆源文件和參數。

2. 為什么要使用 Makefile

以 Linux 下的 C 語言開發為例來具體說明一下，多文件編譯生成一個文件，編譯的命令如下所示：

gcc -o outfile name1.c name2.c ...

outfile 要生成的可執行程序的名字，nameN.c 是源文件的名字。這是我們在 Linux 下使用 gcc 編譯器編譯 C 文件的例子。如果我們遇到的源文件的數量不是很多的話，可以選擇這樣的編譯方式。如果源文件非常的多的話，就會遇到下面的這些問題。

2.1 編譯的時候需要鏈接庫的的問題

下面列舉了一些需要我們手動鏈接的標準庫：

• name1.c 用到了數學計算庫 math 中的函數，我們得手動添加參數 -lm；
• name4.c 用到了小型數據庫 SQLite 中的函數，我們得手動添加參數 -lsqlite3；
• name5.c 使用到了線程，我們需要去手動添加參數 -lpthread；

因為有很多的文件，還要去鏈接很多的第三方庫。所以在編譯的時候命令會很長，并且在編譯的時候我們可能會涉及到文件鏈接的順序問題，所以手動編譯會很麻煩。

如果我們學會使用 Makefile 就不一樣了，它會徹底簡化編譯的操作。把要鏈接的庫文件放在 Makefile 中，制定相應的規則和對應的鏈接順序。這樣只需要執行 make 命令，工程就會自動編譯，省略掉手動編譯中的參數選項和命令，非常的方便。

2.2 編譯大的工程會花費很長的時間

Makefile 支持多線程并發操作，會極大的縮短我們的編譯時間，并且當我們修改了源文件之后，編譯整個工程的時候，make 命令只會編譯我們修改過的文件，沒有修改的文件不用重新編譯，也極大的解決了我們耗費時間的問題。

并且文件中的 Makefile 只需要完成一次，一般我們只要不增加或者是刪除工程中的文件，Makefile 基本上不用去修改，編譯時只用一個 make 命令。為我們提供了極大的便利，很大程度上提高編譯的效率。

3. Makefile 規則

它的規則主要是兩個部分組成，分別是依賴的關系和執行的命令，其結構如下所示：

targets : prerequisitescommand

或者

targets : prerequisites; commandcommand

相關說明如下：

• targets：規則的目標，是必須要有的，可以是 Object File（一般稱它為中間文件），也可以是可執行文件，還可以是一個標簽；
• prerequisites：是我們的依賴文件，要生成 targets 需要的文件或者是目標?？梢允嵌鄠€，用空格隔開，也可以是沒有；
• command：make 需要執行的命令（任意的 shell 命令）?？梢杂卸鄺l命令，每一條命令占一行；

如果 command 太長, 可以用 \ 作為換行符。

注意：我們的目標和依賴文件之間要使用冒號分隔開，命令的開始一定要使用 Tab 鍵，不能使用空格鍵。

簡單的概括一下Makefile 中的內容，它主要包含有五個部分，分別是：

3.1 顯式規則

顯式規則說明了，如何生成一個或多的的目標文件。這是由 Makefile 的書寫者明顯指出，要生成的文件，文件的依賴文件，生成的命令。

3.2 隱晦規則

由于我們的 make 命名有自動推導的功能，所以隱晦的規則可以讓我們比較粗糙地簡略地書寫 Makefile，這是由 make 命令所支持的。

3.3 變量的定義

在 Makefile 中我們要定義一系列的變量，變量一般都是字符串，這個有點像 C 語言中的宏，當 Makefile 被執行時，其中的變量都會被擴展到相應的引用位置上。

3.4 文件指示

其包括了三個部分，一個是在一個 Makefile 中引用另一個 Makefile，就像 C 語言中的 include 一樣；另一個是指根據某些情況指定 Makefile 中的有效部分，就像 C 語言中的預編譯 #if 一樣；還有就是定義一個多行的命令。

3.5 注釋

Makefile 中只有行注釋，和 UNIX 的 Shell 腳本一樣，其注釋是用 # 字符，如果你要在你的 Makefile 中使用 # 字符，可以用反斜框進行轉義，如： \#。

3.6 規則中的通配符

• * 表示任意一個或多個字符
• ? 表示任意一個字符
• [...] [abcd] 表示 a,b,c,d中任意一個字符, [^abcd]表示除 a,b,c,d 以外的字符, [0-9] 表示 0~9中任意一個數字
• ~ 表示用戶的 home 目錄

4. Makefile 示例

main.cpp 代碼：

#include <iostream>int main()
{std::cout << "hello,world" << std::endl;return 0;
}

通過下面的例子來具體使用一下 Makefile 的規則，Makefile文件中添代碼如下：

main: main.cppg++ main.cpp -o main

其中 main 是的目標文件，也是我們的最終生成的可執行文件。依賴文件就是 main.cpp 源文件，重建目標文件需要執行的操作是 g++ main.cpp -o main。這就是 Makefile 的基本的語法規則的使用。

使用 Makefile 的方式：首先需要編寫好 Makefile 文件，然后在 shell 中執行 make 命令，程序就會自動執行，得到最終的目標文件。

wohu@ubuntu:~/cpp/demo$ ls
main.cpp  `Makefile`
wohu@ubuntu:~/cpp/demo$ make 
g++ main.cpp -o main
wohu@ubuntu:~/cpp/demo$ ls
main  main.cpp  `Makefile`
wohu@ubuntu:~/cpp/demo$ ./main 
hello,world
wohu@ubuntu:~/cpp/demo$ 

如果命令的開始使用的是空格鍵，那么會報錯

Makefile:2: *** missing separator.  Stop.

Makefile:2 表示第二行錯誤，應該以 Tab 開始。

5. Makefile 流程

當我們在執行 make 條命令的時候，make 就會去當前文件下找要執行的編譯規則，也就是 Makefile 文件。我們編寫 Makefile 的時可以使用的文件的名稱 GNUMakefile 、makefile 、Makefile ，make 執行時回去尋找 Makefile 文件，找文件的順序也是這樣的。

推薦使用 Makefile（一般在工程中都這么寫，大寫的會比較的規范）。如果文件不存在，make 就會給我們報錯，提示：

make: *** No targets specified and no `Makefile` found.  Stop.

在 Makefile 中添加下面的代碼：

main: main.o   name.o greeting.og++ main.o name.o greeting.o -o main
main.o: main.cppg++ -c main.cpp -o main.o
name.o: name.cppg++ -c name.cpp -o name.o
greeting.o: greeting.cppg++ -c greeting.cpp -o greeting.o

在我們編譯項目文件的時候，默認情況下，make 執行的是 Makefile 中的第一規則（Makefile 中出現的第一個依賴關系），此規則的第一目標稱之為“最終目標”或者是“終極目標”。

在 shell 命令行執行的 make 命令，就可以得到可執行文件 main 和中間文件 main.o、name.o 和 greeting.o，main 就是我們要生成的最終文件。

通過 Makefile 我們可以發現，目標 main 在 Makefile 中是第一個目標，因此它就是 make 的終極目標，當修改過任何文件后，執行 make 將會重建終極目標 main。

它的具體工作順序是：當在 shell 提示符下輸入 make 命令以后。 make 讀取當前目錄下的 Makefile 文件，并將 Makefile 文件中的第一個目標作為其執行的“終極目標”，開始處理第一個規則（終極目標所在的規則）。

在我們的例子中，第一個規則就是目標 main 所在的規則。規則描述了 main 的依賴關系，并定義了鏈接 .o 文件生成目標 main 的命令；make 在執行這個規則所定義的命令之前，首先處理目標 main 的所有的依賴文件（例子中的那些 .o 文件）的更新規則（以這些 .o 文件為目標的規則）。

對這些 .o 文件為目標的規則處理有下列三種情況：

• 目標 .o 文件不存在，使用其描述規則創建它；
• 目標 .o 文件存在，目標 .o 文件所依賴的 “.cpp” 源文件 “.h” 文件中的任何一個比目標 .o 文件“更新”（在上一次 make 之后被修改），則根據規則重新編譯生成它；
• 目標 .o 文件存在，目標 .o 文件比它的任何一個依賴文件（".c" 源文件、".h" 文件）“更新”（它的依賴文件在上一次 make 之后沒有被修改），則什么也不做；

通過上面的更新規則我們可以了解到中間文件的作用，也就是編譯時生成的 .o 文件。作用是檢查某個源文件是不是進行過修改，最終目標文件是不是需要重建。

我們執行 make 命令時，只有修改過的源文件或者是不存在的目標文件會進行重建，而那些沒有改變的文件不用重新編譯，這樣在很大程度上節省時間，提高編程效率。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的浅显易懂 Makefile 入门 （01）— 什么是Makefile、为什么要用Makefile、Makefile规则、Makefile流程如何实现增量编译的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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