Cmake的簡單學習歷程，用於記錄與分享，共勉。
一、單個文件cmake編譯
- 本次使用的是MacOS作爲運行的平臺，CMake是跨平臺的，教程在Linux和Windows應該也是可以工用的。
- 打開終端，並且新建一個cmake_test文件夾用於保存測試的cmake例程。
mkdir cmake_test
cd cmake_test
- 進入cmake_test文件夾後，新建一個main.c的文件。
touch main.c
- 再新建CMakeLisrs.txt文件，我們主要編寫的cmake的命令就是在這個文件裏。
touch CMakeLists.txt
- 爲了方便編輯代碼，我們打開vscode編輯器，如果沒有下載vscode可以自行安裝，或者使用其他代碼編輯器也可以。
code .
- 新建build文件夾用於保存cmake編譯後產生的文件
mkdir build
- 現在當前文件夾中的文件總共有三個
- 接下來開始編寫main.c文件打印hello world。
- 在CMakeLists.txt文件中輸入以下命令
第一句的意思是要求cmake3.0版本以上，可以根據實際設定最低要求版本。
第二句是設置項目名稱。
第三句是關鍵，意思是使用源代碼main.c文件，最後生成可執行的elf文件爲main。
- 文件都準備完成後，進入build文件夾，之所以新建build文件夾，是爲了保存cmake編譯生成的文件，與源代碼分開，這樣會更加清晰。
cd build
- 開始編譯cmake。兩個點表示上一級目錄，cmake與..中間必須有一個空格，否則會出錯。
cmake ..
- 可以看到cmake編譯完成後，會在build（當前文件夾）生成make文件。
ls
- 輸入make編譯生成main文件，可以看到main文件的顏色和其他的顏色不同。
- 運行mian。可以看到輸出了hello_world!。
./main
- 如果想清除make生成的文件，輸入
make clean
二、同一目錄下多個文件cmake編譯
1.在cmke_test文件夾下新建fun1.c和fun1.h文件。
2.填入以下內容，函數fun1的功能是打印輸入的數值。
3.修改main.c文件，調用fun1來打印。
4修改CMakeLists.txt文件。
可以看到我們把fun1.c文件添加在main.c的後面，表示調用的源文件是main.c和fun1.c。
5.運行cmake編譯成make文件，再運行make編譯生成main文件，運行main查看輸出結果。
可以看到調用fun1函數成功打印了test_fun1:10。
6.從以上的實驗可以看出，如果在同一目錄下有多個源文件，那麼只要在add_executable裏把所有源文件都添加進去就可以了。但是如果有很多個源文件，這樣每個添加的方式很不合理，無法體現cmake的優越性，cmake提供了一個命令可以把指定目錄下所有的源文件存儲在一個變量中，這個命令就是 aux_source_directory(dir var)。
第一個參數dir是指定目錄，第二個參數var是用於存放源文件列表的變量。
7.新建fun2.c和fun2.h文件，內容如下：
8.修改mian.c文件調用fun2函數。
9.修改CMakeLists.txt文件，
aux_source_directory把當前目錄下的源文件存放到變量SRC_LIST裏，然後在add_executable裏調用SRC_LIST（注意調用變量時的寫法 ${變量}）
10.編譯通過後運行main，可以看到fun1，和fun2都打印了對應的值。
三、多個目錄下的不同源文件cmake編譯
一般情況下，我們不同功能的源文件會用單獨的文件夾保存，這樣我們就有在多個目錄下調用不同源文件的需求。
1.在cmake_test文件夾下新建fun1和fun2文件夾，在把之前 fun1和fun2的相關文件移動到對應的文件夾下。整理後的文件夾結構如下：
2.修改CMakeLists.txt，增加include_directories (fun1 fun2)命令，意思是告訴編譯器可以到fun1和fun2找頭文件，多個路徑可以用空格鍵分隔。aux_source_directory命令把兩個文件夾保存到對應的變量中。
add_executable把源代碼都添加進去。
四、頭文件和源文件分開放cmake編譯
1.當我們有時候需要把頭文件放在同一個文件，而把源文件放在另一個文件夾時，我們可以新建include文件夾用於存放.h文件，新建src文件夾存放.c文件。整理後結構如下圖所示（.gitignore文件是Git的文件，與實際項目無關，可以忽略）
2.修改CMakeLists.txt的內容，add_subdirectory (src)命令的意思是添加源文件的目錄到工程中，參數src是源文件所在的文件夾名，還有其他參數用於指定外部文件夾在輸出文件夾中的位置等，這裏不需要用到可以忽略。
3.上面指定了src爲源文件的目錄，所以當我們運行cmake命令時，就會查找src目錄下的CMakeLists.txt文件，這樣我們需要在src目錄下新建一個CMakeLists.txt，內容如下:
最後一句是set命令，用於定義變量。
第一個參數EXECUTABLE_OUT_PATH
爲cmake自帶的預定義變量，表示目標二進制可執行文件的存放位置。
第二個參數${PROJECT_SOURCE_DIR}/build表示當前工程根目錄下的build文件夾。其中PROJECT_SOURCE_DIR也是cmake自帶的預定義變量，表示工程根目錄。
4.最後工程項目的文件結構如下圖所示：
5.接下來運行cmake .. && make編譯，並且查看生成的文件，可以看到main已經生成，還生成了src文件夾，保存src文件夾下的CMakeLists.txt編譯生成的文件。
6.運行./main，可以看到程序已經可以運行。
五、cmake編譯生成.a靜態庫
1.在cmake_test文件夾下新建lib文件夾，用於保存庫的源文件和頭文件。然後把測試的fun相關的源文件和頭文件放進lib文件夾，並且在lib文件夾下新建CMakeLists.txt文件。最後的結構如下所示。
2.lib下的CMakeLists.txt文件的內容爲：
其中，add_library的功能爲生成動態或靜態庫，第一個參數指定庫的名字，輸出名字時，cmake會自動把庫的前綴和後綴補全，例如此命令會生成名字爲‘liblibFun_static.a’的靜態庫；第二個參數指定是動態庫還是靜態庫，如果沒有指定，默認爲靜態庫，SHARED則指定爲動態庫；第三個參數指定生成庫的源文件。
set_target_properties設置輸出的名稱，如果是動態庫還可以設置版本號等。使用此命令可以把上面命令生成的‘liblibFun_static.a’自動重命名爲‘libfun.a’。
LIBRARY_OUTPUT_PATH：指定庫文件的默認輸出路徑，這裏指定在工程目錄下的lib目錄。
3.開始編譯
cmake .. && make
4.可以看到lib文件夾已經生成了libfun.a的靜態庫。
六、cmake鏈接靜態庫
1.在根目錄的CMakeLists.txt文件中添加add_subdirectory (src)，表示把告訴cmake去src目錄下執行另一個CMakeLists.txt。
2.在src目錄下添加CMakeLists.txt文件，內容如下：
以上出現了兩個新的命令：
link_directories：告訴cmake要調用的庫的路徑，
target_link_libraries：鏈接目標文件和庫文件。如果不指定全名，默認是鏈接動態庫，由於我們只有靜態庫，所以可以不用設置，如果同時存在動態庫和靜態庫，又只想調用靜態庫，則庫名稱需要寫全名，如target_link_libraries (main libfun.a)
3.爲了測試我們的庫是否調用成功，我們修改main.c文件來變化輸出的內容。將fun1和fun2的輸出值都加1。
4.編譯
cmake .. && make
5.可以使用ls命令查看已經生成main文件，運行./main成功。
七、cmake添加編譯選項
有時編譯時需要添加一些編譯選項，如src下有多個項目，有時只需要編譯一個項目即可，但是每次都修改add_executable參數會比較麻煩，所以增加編譯控制選項來修改編譯的項目和生成的名稱。
1.修改根目錄下的CMakeLists.txt文件。
在最前面增加了if邏輯判斷，如果沒有設置PROJ，則參數FATAL_ERROR輸出一個致命性錯誤並且停止後續的編譯，後面的是打印的提示信息，正確的例子：cmake .. -DPROJ=testfun1。如果已經設置了PROJ，則把接收到的PROJ的值打印出來。
project (${PROJ}):設置項目名稱，後面可以直接調用變量PROJECT_NAME表示我們設置項目名稱。
2.在src文件夾下新建testfun1和testfun2文件夾，並且原來src目錄下的main.c文件複製一份後分別移到新建的兩個文件夾中，最終文件夾架構爲：
3.分別修改testfun1和testfun2下的main.c文件。
4.修改src目錄下的CMakeLists.txt文件。
aux_source_directory (${PROJECT_NAME} SRC_LIST)：把設置好的項目目錄（src/xxx）添加到變量SRC_LIST中。
add_executable (${PROJECT_NAME} ${SRC_LIST})：設置生成文件爲工程名xxx。
target_link_libraries (${PROJECT_NAME} fun)：鏈接庫。
5.開始編譯項目testfun1。並且運行./testfun1。
6.編譯項目testfun2，並且運行./testfun2。
八、總結
到此，基礎的cmake操作已經學習完畢，但是還有很多cmake高級的用法沒有學習到，比如其他命令，或者不同的參數的意義等。還是要在實踐中檢驗，cmake作爲跨平臺的編譯工具真的很值得學習，能夠在後續的開發中收益滿滿。
此文是自我學習的記錄與分享，資料參考自網絡，如果文中有不對的地方，請不吝留言指正，感謝大家。