Makefile是一個自動化的編譯工具，關係到整個工程的編譯規則，極大的提高了軟體開發的效率。

    （1）Makefile的編譯規則

//Makefile 也可以寫作 makefile
1）如果這個工程沒有編譯過，那麼我們的所有C檔案都要編譯並被連結。
2）如果這個工程的某幾個C檔案被修改，那麼我們只編譯被修改的C檔案，並連結目標程式。
3）如果這個工程的標頭檔案被改變了，那麼我們需要編譯引用了這個標頭檔案的所有C檔案，並連結目標程式。

    （2）Makefile的書寫規則

    規則的三個要素：目標、依賴、命令

 //Makefile格式 
 target ... : prerequisites ...
 command
 //解釋
 target：目標檔案，可以是object file,也可以是可執行檔案，還可以是一個標籤；
 prerequisites:生成target所需要的目標或者檔案；
 command:任意shell命令

    （3）Makefile的工作原理

//當執行make命令生成目標檔案時
1.make命令使用時會在當前目錄下尋找名為Makefile或者makefile的檔案；
2.如果找到，它將會把檔案中第一個target當作最終的目標檔案；
3.如果target已然存在，並且它所依賴的所有檔案的修改時間都沒更改，則返回；否則執行後面的內容；
4.一層一層往前推，類似一個堆疊，直到到達所依賴的檔案是.h和.c或者.cpp檔案為止，此時便可以鏈式推導生成最終的目標檔案了；

    （4）gcc和g++命令概述

    1）gcc和g++簡介

    GCC（GNU Compiler Collection）    GNU編譯器套件

    gcc和g++均是GCC的一部分，gcc是GNU的c編譯器，g++是GNU的c++編譯器；

    gcc將字尾名為.c的檔案當作c程式，將字尾名為.cpp的檔案當作c++程式；

    g++將字尾名為.c和cpp的均當作c++程式；

    2）區別

    g++和gcc均可以編譯連結c或者c++程式，使用方法有稍微的區別，g++編譯連結c程式時可能呼叫gcc；gcc編譯連結c++時，由於c++是c的超集，需要指定使用c++的動態庫libstdc++.so；

    範例如下，是等價的

// 存在一個main.cpp
g++ main.cpp -o test
// 鏈庫的-l引數必須放置在原始碼之後
gcc main.cpp -lstdc++ -o test
gcc main.cpp -o test -lstdc+

    3) GNU的編譯步驟

1.預處理（Preprocessing）
//由前處理器cpp完成，將.cpp原始檔預處理為.i檔案。
g++  -E  test.cpp  -o  test.i

2.編譯（Compilation）。由編譯器cc1plus完成，將.i檔案編譯為.s的彙編檔案。使用-S選項，只進行編譯而不進行彙編，生成彙編程式碼。
g++ -S test.i -o test.s

3.彙編（Assembly）。由彙編器as完成，將.s檔案彙編成.o的二進位制目標檔案。
g++  -c  test.s  -o  test.o

4.連結（Linking）。由連結器ld，將.o檔案連線生成可執行程式。
g++ test.o  -o  test.out
g++ test.o  -o  test

    （5）Makefile使用簡介

    1）變數的定義和使用

#定義編譯器
cc = gcc 
或者
cc = g++
#定義編譯引數  -w 不顯示任何警告資訊  -W 只顯示錯誤警告資訊  -Wall 顯示所有警告資訊
CFLAG = -g  -Wall -W
#定義待連結的庫 -L後指明待連結的庫所在的路徑 -l引數待連結的庫名
LIBRARY + = -L /usr/lib/ -lstdc++
#新增巨集定義
DEBUG = MYDEF
DEF = -D$(DEBUG)
#使用  -o引數建議放在編譯命令最後，否則可能會將原始檔刪除  -g引數必須放置在-o引數之前
    $(cc) $(CFLAG) $(DEF) $(原始檔) -o $(目標檔案) $(LIBRARY)

    在變數的使用過程中，分為兩種，遞迴展開式變數和直接展開式變數

//遞迴展開式變數
A = $(B)
B = $(C)
C = ME
則 A = ME,其優點是前面使用的變數可以使用後續定義的變數的值,缺點是有可能陷入無限迴圈
//直接展開式變數
A = aaa
B := $(A)bbb
A = ccc
則 B的值為 aaabbb，後續定義的A的值與其無關
如果寫法為
A = aaa
B = $(A)bbb
A = ccc
則最終 B的值為 cccbbb

    2）$相關變數

$^    所有的依賴目標的集合。以空格分隔。如果在依賴目標中有多個重複的，那個這個變數會去除重複的依賴目標，只保留一份。
$@    表示規則中的目標檔案集。在模式規則中，如果有多個目標，那麼，"$@"就是匹配於目標中模式定義的集合
$?    所有比目標新的依賴目標的集合。以空格分隔。
$<    依賴目標中的第一個目標名字。如果依賴目標是以模式（即"%"）定義的，那麼"$<"將是符合模式的一系列的檔案集。注意，其是一個一個取出來的。
$(@D) 表示"$@"的目錄部分（不以斜槓作為結尾)，如果"$@"值是"dir/foo.o"，那麼"$(@D)"就是"dir"，而如果"$@"中沒有包含斜槓的話，其值就是"."（當前目錄） 。 
$(@F) 表示"$@"的檔案部分，如果"$@"值是"dir/foo.o"，那麼"$(@F)"就是"foo.o"，"$(@F)"相當於函式"$(notdir $@)"

// 例1
%.o : %.c
gcc  -c  $<  -o  $@
把所以的c檔案編譯生成對應的o檔案，$<代表每次取的c檔案，$@代表每次c檔案對應的目標檔案
// 例2
main ： main.o  test.o  test1.o  test2.o
gcc  -o  $@  $^
把所有的o檔案編譯生成可執行的main檔案，$^代表所以的依賴檔案集合（main.o  test.o  test1.o  test2.o），@代表目標檔案（main）
// 例3
lib : test.o  test1.o  test2.o
ar r lib $?
把有更新的依賴檔案重新打包到庫lib中， 如果只有test1.o更新，則$?代表test1.o， 如果test.o  test1.o都有更新，則$?代表test.o  test1.o的集合。

    3）偽目標 clean build rebuild all

CC := gcc
Target := helloworld.out

$(Target) : func.o main.o
    $(CC) -o $(Target) main.o func.o

main.o : main.c
    $(CC) -c main.c -o main.o
func.o : func.c
    $(CC) -c func.c -o func.o

.PHONY : rebuild clean build

rebuild : clean build

build : $(Target)
#    @echo "build"    
clean :
#    @echo "clean"
    rm *.o $(Target)

    在上述Makefile中，clean偽目標作用是將編譯連結過程中所有生成檔案全部刪除，回到make執行的初始狀態；build的作用是生成target，與make的作用相同；rebuild偽目標依賴於clean 和 build，當用戶輸入make rebuild時，實際上等效於make clean ，make build依此執行，build依賴於target，此時會將target重新生成，整個工程因此重新編譯連結並生成。all偽目標適用於在同一個makefile中生成多個目標庫檔案時使用。

    4）函式

    GNU make提供了很多的函式，可以在Makefile檔案中呼叫這些函式來進行檔名、變數以及命令等的處理。

（1） patsubst  主要對字串進行運算和分析
用法：$(patsubst pattern,replacement,text)
功能：將text文字中出現的所有pattern替換為replacement
例子：$(patsubst %.c,%.o,a.c,b.o,c.c)
輸出：a.o,b.o,c.o
（2） dir 主要用於獲取檔案的路徑
用法:  $(dir text)
功能： 將text中所有檔案的對應目錄輸出
例子： $(dir main.cpp,libstdc++d)
輸出   ./ , /usr/lib/
（3）notdir 抽取除去路徑意外的其它資訊
用法： $(notdir text)
功能： 去除text中所有包含的路徑，只留下檔案資訊
例子： $(notdir /home/perfect/Mywork/C/main.c ./Makefile）
輸出： main.c Makefile
（4） suffix 獲得字尾名
用法：$(suffix text)
功能：將text中所有檔案只留下字尾名
例子：$(suffix a.c,b.c)
輸出 .c,.c
（5） addsuffix 給源目標檔案新增字首
用法：$(addprefix param,text)
功能：將text中每個原始檔新增上合適的字首字尾後輸出
例子：$(addprefix -l,$(LIBS))
輸出：完成的庫名
（6） wildcard 擴充套件萬用字元
用法：$(wildcard PATTERN...)
功能：獲取所有複合PATTERN格式的檔案
例子：$(wildcard *.c)
輸出：當前目錄下所有的.c檔案
複雜例子：$(patsubst %.c,%.o,$(wildcard *.c))
首先獲取當前路徑下所有的.c檔案，然後將.c字尾名更改為.o字尾名並返回；

    5）include關鍵字

    include命令用於將最新的子Makefile包含進當前Makefile檔案，再根據當前Makefile對檔案進行編譯連結；適用於當系統過大時，Makefile複雜時進行拆分。

    （6）Makefile簡單範例

//clac_test.h
#ifndef _CALC_TEST_H_
#define _CALC_TEST_H_
namespace test
{

  int add(int a,int b);

}

//calc_test.cpp
#include "calc_test.h"
namespace test
{
  int add(int a,int b)
  {
    return a + b ;
  }
}

//make_test.h
#ifndef _MAKE_TEST_
#define _MAKE_TEST_
#include <iostream>
namespace test
{
  class MakeTest
  {
    public:
      void run();
  };
}
#endif

//make_test.cpp
#include "make_test.h"
#include "calc_test.h"
namespace test
{
  void MakeTest::run()
  {
    int a = 10;
    int b = 10;
    std::cout<<test::add(a,b)<<std::endl;
  }
}

//main.cpp
#include "string.h"
#include "make_test.h"

using namespace std;

int main()
{
  test::MakeTest makeTest;// = new MakeTest();
  makeTest.run();
  return 0;
}

    方法1：直接使用g++命令

g++ calc_test.cpp  make_test.cpp main.cpp -o test

    方法2：直接使用gcc命令

gcc calc_test.cpp make_test.cpp main.cpp -lstdc++ -o test

    方法3：全量的Makefile

test : main.o calc_test.o make_test.o
        g++ main.o calc_test.o make_test.o -o test
main.o : main.cpp
        g++ -c main.cpp -o main.o
calc_test.o : calc_test.cpp
        g++ -c calc_test.cpp -o calc_test.o
make_test.o : make_test.cpp
        g++ -c make_test.cpp -o make_test.o
main.cpp : make_test.h
make_test.cpp : make_test.h calc_test.h
calc_test.cpp : calc_test.h
.PHONY : clean
clean :
        rm test *.o

    方法4：Makefile（隱晦推導）

test : main.o calc_test.o make_test.o
        g++ main.o calc_test.o make_test.o -o test
main.o : make_test.h main.cpp
        g++ -c main.cpp make_test.cpp
make_test.o : make_test.h calc_test.h
        g++ -c make_test.cpp calc_test.cpp
calc_test.o : calc_test.h
        g++ -c calc_test.cpp
.PHONY: clean
clean:
        rm test *.o

    方法5：Makefile（變數定義）

objects = calc_test.o make_test.o main.o

test:$(objects)
        gcc -o test $(objects) -lstdc++
$(objects):calc_test.h make_test.h
.PHONY:clean
clean:
        rm test *.o

    （7）Makefile處理多目標檔案

    1)單一Makefile利用偽目標 all

     新建檔案test.cpp 編譯為 temp庫

//test.cpp
#include <iostream>

int main()
{
  std::cout<<10<<std::endl;
  return 0;
}

//Makefile
all : test temp
temp : test.cpp
        gcc test.cpp -o temp -lstdc++
test : calc_test.cpp make_test.cpp main.cpp
        g++ calc_test.cpp make_test.cpp main.cpp -o test
.PHONY : clean
clean :
        rm test temp

    2）當有多個Makefile時，每個Makefile一個目標檔案

    新建rapidmain.cpp（當前路徑下有rapidxml的所有標頭檔案）

//rapidmain.cpp
#include <iostream>
#include "rapidxml_print.hpp"
#include "rapidxml_utils.hpp"
#include "rapidxml.hpp"

using namespace std;

int main()
{
  rapidxml::xml_document<> doc;
  rapidxml::xml_node<> *declaration = doc.allocate_node(rapidxml::node_declaration);
  declaration->append_attribute(doc.allocate_attribute("version","1.0"));
  declaration->append_attribute(doc.allocate_attribute("encoding","utf-8"));
  doc.append_node(declaration);

  std::cout<<doc<<endl;
  return 0;
}

    新建Makefile.rapidxml檔案

rapid : rapidmain.cpp
        g++ -I ./rapidxml/ rapidmain.cpp -o rapid
.PHONY : clean
        rm rapid

     新建Makefile.maketest檔案

objects = calc_test.o make_test.o main.o

test:$(objects)
        gcc -o test $(objects) -lstdc++
$(objects):calc_test.h make_test.h
.PHONY :clean
clean:
        rm test *.o

    方法1.新建總Makefile（採用偽目標和make命令）

all :
        make -f Makefile.rapidxml
        make -f Makefile.maketest
        // make -C [路徑名] 進入指定路徑執行make命令

   方法2.新建總 Makefile（多個目標時，使用include包含子Makefile）

all : test rapid
include Makefile.maketest
include Makefile.rapidxml

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