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（1）find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS ...)
(3)add_executable( src1 src2 ...) （簡易寫法）
(4)target_link_libraries( lib1 lib2 ...) (簡易寫法，lib是依賴庫的路徑)
首先要知道，可以把CMakeLists.txt當成是一串源代碼，CMakeLists.txt有自帶的一些“系統變量”，裏面的每個命令都是一個個“函數”，函數也需要按照要求填寫正確格式的“變量”，我們可以通過這些“函數”對Cmake提出一些要求，或配置，進而對makefile進行一系列的自動的“書寫”，最終使用make指令利用makefile對源代碼進行編譯。
其中這些“系統變量”有些是不顯式寫在CMakeLists.txt中的，比如程序包A的頭文件路徑用變量A_INCLUDE_DIRS表示，它就是一個“系統變量”，可以通過find_package這個“函數（命令）”去命令cmake工具去自動尋找程序包A的頭文件路徑，並當成“函數返回值”寫到A_INCLUDE_DIRS這個變量中，這樣就可以在後面的CMakeLists.txt中顯式使用A_INCLUDE_DIRS這個變量了，這種“系統變量”通常使用${A_INCLUDE_DIRS}的形式來引用。
（1）find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS ...)
（摘抄[1]）find_package告訴cmake去按照優先級順序在指定的搜索路徑進行查找Findxxx.cmake文件和xxxConfig.cmake文件(其中xxx代表庫的名字，特別注意的是有大小寫之分)，這兩個文件大體上是沒有區別的，cmake能夠找到這兩個文件中的任何一個，我們都能成功使用該庫，也就是我們可以用庫的內置好了Cmake變量。包含了庫的頭文件和庫文件的路徑信息，雖然庫的作者一般會提供這兩個文件，但是也會遇到安裝完畢後找不到的情況。當我們在cmake..命令之後，Cmake 會讀取執行CMakeLists.txt中的代碼，當執行find_package()這條命令後,Cmake 就會從某些路徑中找這Findxxx.cmake文件或者xxxConfig.cmake文件，Cmake找到任意一個之後就會執行這個文件，然後這個文件執行後就會設置好一些Cmake變量。Cmake比如下面的變量（NAME表示庫的名字 比如可以用Opencv 代表Opencv庫）:
<NAME>_FOUND //是否找到該庫的標誌位 <NAME>_INCLUDE_DIRS or <NAME>_INCLUDES //該庫的頭文件地址 <NAME>_LIBRARIES or <NAME>_LIBS //該庫的靜態或者動態鏈接文件地址 <NAME>_DEFINITIONS //不懂這個一般常用的就是xxx_FOUND 、xxx_INCLUDE_DIRS、xxx_LIBS，分別代表是否找到庫的標誌、庫的頭文件路徑、庫文件路徑。find_package()有兩種模式:Module模式和Config模式，分別對應上面的Findxxx.cmake 和xxxConfig.cmake兩個文件。cmake默認優先Module模式，而Config模式是備選項。
Module模式(僅僅查找Findxxx.cmake文件):
Cmake會優先搜索CMAKE_MODULE_PATH指定的路徑,如果在CMakeLists.txt中沒有設置CMAKE_MODULE_PATH爲存儲Findxxx.cmake的路徑，也就是說沒有下面的指令：
set(CMAKE_MODULE_PATH "Findxxx.cmake文件所在的路徑")那麼Cmake不會搜索CMAKE_MODULE_PATH指定的路徑，此時Cmake會搜索第二優先級的路徑，也就是<CMAKE_ROOT>/share/cmake-x.y/Mdodules （注意:x.y表示版本號。我的是3.10）。其中CMAKE_ROOT是你在安裝Cmake的時候的系統路徑，因爲我並沒有指定安裝路徑，所以是系統默認的路徑，在我的系統中(ubuntu16.04)系統的默認路徑是/usr/loacl，如果你在安裝的過程中使用了
cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=自己dir路徑那麼此時CMAKE_ROOT就代表那個你寫入的路徑 。剛剛說道第一優先級的路徑搜索沒有找到Findxxx.cmake文件，就會到第二優先級的路徑下搜索。如果Cmake在兩個路徑下都沒有找到Findxxx.cmake文件。那麼Cmake就會進入Config模式。
Config模式（僅僅查找xxxConfig.cmake文件）：
Cmake會優先搜索xxx_DIR 指定的路徑。如果在CMakeLists.txt中沒有設置這個cmake變量。也就是說沒有下面的指令:
set(xxx_DIR "xxxConfig.cmkae文件所在的路徑")那麼Cmake就不會搜索xxx_DIR指定的路徑，此時Cmake 就會自動到第二優先級的路徑下搜索，也就是/usr/local/lib/cmake/xxx/中的xxxConfig.cmake文件。
上面主要講了Cmake的搜索模式。如果Cmake在兩種模式提供的路徑中沒有找到對應的Findxxx.cmake和xxxConfig.cmake文件，此時系統就會提示最上面的那些錯誤信息。
總結：
- 首先簡單來講：find_package用來查找一些包的路徑、頭文件路徑等信息，例如在A的CMakeList.txt中，設定find_package(B)，該命令不會直接使得cmake知道工程A需要依賴B，而只是告訴cmake去查找B，然後返回一些相關變量而已。
- 可以通過set命令手動設置所需要的庫路徑（其實是對應的Findxxx.cmake和xxxConfig.cmake文件路徑），此功能很重要，第一：當系統處於某種原因找不到需要的庫文件的時候，就需要手動指定。第二：當系統包含多個版本的某庫時候，比如PCL1.7與PCL1.8共存的時候，可以通過set命令手動選擇需要哪個庫。
在ROS中的使用：
find_package的標準命令格式是：
find_package(<PackageName> [version] [EXACT] [QUIET] [MODULE]
[REQUIRED] [[COMPONENTS] [components...]]
[OPTIONAL_COMPONENTS components...]
[NO_POLICY_SCOPE])
在ROS中，在寫CMakeList.txt的時候，至少需要指明去尋找“catkin”這個包，如果自己需要依賴於其他自己寫的catkin_package，最好是把他們當成catkin這個包的一個COMPONENTS去尋找，比如：
把自己寫的catkin_package當成catkin的COMPONENTS的好處是，這些自己的或者其他系統寫好的catkin_package包，它們的include路徑、libraries路徑等自動添加到 catkin_ variables中，也就是說， catkin_INCLUDE_DIRS不僅包含catkin包自己的include路徑，還包含了它的以上所有COMPONENTS（組件）的路徑。同理catkin_LIBRARIES也包含了這些組件的庫路徑，這樣就很方便了！
比如，catkin程序包A在調用catkin程序包B中的頭文件 b.h ，只需要在包A的CMakeList.txt中，在find_package中，寫上：
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS B)
並聲明依賴關係，確保Ｂ先於Ａ構建出來
add_dependencies(<Ａ的target> <依賴的Ｂ的target>)
這樣就可正常使用B的頭文件了。通常情況下，因爲b.h以及對應的b.cpp參與了A中某可執行文件的構建，那麼在A的CMakeList.txt文件中使用include_directories(B_INCLUDE_DIRS)指明對b.h的引用，以及使用target_link_libraries(A_target B_LIBRARIES)指明對B庫的鏈接。
但是當把B當做catkin的組件時，僅僅使用默認的命令即可，如下，而不用再手動添加
include_directories( ${catkin_INCLUDE_DIRS})
target_link_libraries(<Ａ的target> ${catkin_LIBRARIES})
Note：所以，雖然上面兩句不用再指明包B，但一定要在find_package 中指明，只有這樣才能把B的變量添加到catkin_variables中，一起用！
這點更詳細的解釋建議參看官方解釋http://wiki.ros.org/catkin/CMakeLists.txt
(2)include_directories()
這個命令主要解決的問題是：如果在包A中的某 *.cpp 文件中調用了一個頭文件，比如#include <opencv/cv.h>，gcc去哪裏找這個頭文件的問題；
我們可以使用#include “/usr/local/include/opencv/cv.h”來直接顯式的給出頭文件地址，但是顯然不規範，我們可以通過在A的CMakeList.txt中給出關於它的一個根目錄，即命令：
include_directories(/usr/local/include)
使得系統知道以/usr/local/include爲基礎去尋找頭文件opencv/cv.h。
此外，結合find_package()命令，可以很方便的自動填寫關於需要的頭文件的路徑，比如對於opencv，使用以下命令就可以自動查找頭文件路徑
find_package(opencv REQUIRED)
include_directories(${OPENCV_INCLUDE_DIRS})
注意點：
- 包A自身的頭文件夾include也需要被填寫進來（如果有的話），並且要提前於其他包的路徑。
- 對於catkin類型自帶的程序包，在find_package中指明之後，在include_directories只需要對應的寫上${catkin_INCLUDE_DIRS}就可以指代所有的：
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
roscpp
rospy
std_msgs
message_generation
)
include_directories(
# include 自身包內沒有自己的頭文件
${catkin_INCLUDE_DIRS}
)
(3)add_executable(<name> src1 src2 ...) （簡易寫法）
使用add_executable指令告訴gcc，要生成名爲<name>的可執行文件，這個可執行文件由src1、src2...來編譯生成，注意，所有牽涉到<name>編譯的文件都要列出來。
比如，對於包A中src文件夾裏面有文件test.cpp math.cpp matrix.cpp三個，include文件夾裏面有math.h matrix.h 兩個頭文件，在test.cpp (有 main函數)中分別用
#include"math.h"
#include"matrix.h"
調用了math.cpp matrix.cpp，那麼在生成<name>爲test的可執行文件的時候，要填寫
add_executable(test src/test.cpp src/math.cpp src/matrix.cpp )
因爲，在生成test可執行文件的過程中，需要把src/test.cpp src/math.cpp src/matrix.cpp三個文件的obj文件進行相互鏈接。
(4)target_link_libraries(<name> lib1 lib2 ...) (簡易寫法，lib是依賴庫的路徑)
該命令要放在add_executable命令之後，當add_executable執行完之後，會生成名稱爲name的二進制文件，此時還沒有完全生成可執行文件，比如name的源代碼在頭文件調用了boost庫，那麼在生成name的最終可執行文件時候，還需要去和boost的庫文件進行鏈接，最終纔可以生成最終的可執行文件。
add_executable的作用就是告訴cmake，把剛剛生成的name，與該包依賴的其他外部庫文件（ lib1 lib2 ...）等進行鏈接，生成最終的可執行文件。截個圖看一下輸出
重點的命令總結：
這幾個命令按照順序填寫，可以完成基本的配置，可以看出，CMakeList.txt將一個編譯過程，分爲了幾個階段，基本上就是按照編譯的步驟來的。
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步驟1.查找依賴包（庫和頭文件）的路徑
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find_package() |
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步驟2.爲自己源代碼的頭文件提供路徑
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include_directories() |
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步驟3.編譯自己的源代碼爲目標文件
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add_executable() |
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步驟4.把自己的目標文件與其他庫文件進行鏈接
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target_link_libraries() |
因此，在cmake報錯的時候，可按照錯誤分類，判斷是找不到包（find_package可能有問題），還是沒有找到頭文件（include_directories），還是鏈接失敗啥的，一一分析去找，有可能問題是比較綜合的。
下一篇是其他相關的配置命令，有些不是必要的，但是卻十分常用，但是也是十分重要的。傳送門：https://blog.csdn.net/u012057432/article/details/103353547
參考鏈接：
[1] https://blog.csdn.net/chengde6896383/article/details/86497016 find_package原理