掌握MakeFile：自动化编译与Unix编程入门指南

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"MakeFile 学习文档"是一份针对初学者和专业程序员的入门教程，主要讲解了MakeFile在Unix/Linux环境下的重要性和应用。MakeFile，本质上是一个文本文件，它定义了一个工程项目的编译规则，特别是在没有集成开发环境（IDE）提供自动化编译功能的情况下，掌握MakeFile编写能力是衡量一个程序员技术素养的关键标志，因为它关乎大型项目管理和编译流程的自动化。在Windows环境下，由于IDE通常处理了大部分编译工作，可能较少被开发者关注。但在Unix世界，如Linux，MakeFile是必不可少的，因为它通过文件依赖性管理，确保了源代码的正确编译顺序，比如先编译头文件，后编译源文件，以及根据需要重新编译受影响的部分。MakeFile还支持复杂的操作，可以执行系统命令，实现真正的自动化编译，从而大大提高软件开发的效率。 MakeFile的工作原理是基于GNU Make工具，它是遵循IEEE 1003.2-1992标准（POSIX.2）的一款广泛使用的工具。本文档以C/C++源代码为例，强调了与C/C++编译器（如GCC和CC）的交互，同时建议读者参考相应编译器的文档以获取更多细节。此外，文档还涉及了编程编译的基本规范和方法，如源代码的组织结构，包括头文件和源文件的划分，以及如何设置编译选项和链接步骤。这些内容对于理解MakeFile如何影响整个编译过程至关重要。因此，对于想要深入理解MakeFile并应用于实际项目中的开发者来说，这份文档提供了宝贵的参考资料和实践指南。

foo.o : foo.c defs.h # foo 模块

cc -c -g foo.c

看到这个例子，各位应该不是很陌生了，前面也已说过，foo.o 是我们的目标，foo.c 和 defs.h

是目标所依赖的源文件，而只有一个命令“ cc -c -g foo.c”（以 Tab 键开头）。这个规则告诉我

们两件事：

1、文件的依赖关系，foo.o 依赖于 foo.c 和 defs.h 的文件，如果 foo.c 和 defs.h 的文件日期要

比 foo.o 文件日期要新，或是 foo.o 不存在，那么依赖关系发生。

2、如果生成（或更新）foo.o 文件。也就是那个 cc 命令，其说明了，如何生成 foo.o 这个文

件。（当然 foo.c 文件 include 了 defs.h 文件）

二、规则的语法

targets : prerequisites

command

...

或是这样：

targets : prerequisites ; command

command

...

targets 是文件名，以空格分开，可以使用通配符。一般来说，我们的目标基本上是一个文

件，但也有可能是多个文件。

command 是命令行，如果其不与“targetrerequisites”在一行，那么，必须以[Tab 键]开头，

如果和 prerequisites 在一行，那么可以用分号做为分隔。（见上）

prerequisites 也就是目标所依赖的文件（或依赖目标）。如果其中的某个文件要比目标文件要

新，那么，目标就被认为是“过时的”，被认为是需要重生成的。这个在前面已经讲过了。

如果命令太长，你可以使用反斜框（‘\’）作为换行符。make 对一行上有多少个字符没有限

制。规则告诉 make 两件事，文件的依赖关系和如何成成目标文件。

一般来说，make 会以 UNIX 的标准 Shell，也就是/bin/sh 来执行命令。

三、在规则中使用通配符

如果我们想定义一系列比较类似的文件，我们很自然地就想起使用通配符。make 支持三各

通配符：“ * ”，“ ? ” 和 “ [...]”。这是和 Unix 的 B-Shell 是相同的。

波浪号（“~”）字符在文件名中也有比较特殊的用途。如果是“~/test”，这就表示当前用户

的$HOME 目录下的 test 目录。而“~hchen/test”则表示用户 hchen 的宿主目录下的 test 目

录。（这些都是 Unix 下的小知识了，make 也支持）而在 Windows 或是 MS-DOS 下，用户没

有宿主目录，那么波浪号所指的目录则根据环境变量“HOME”而定。

通配符代替了你一系列的文件，如“*.c”表示所以后缀为 c 的文件。一个需要我们注意的

是，如果我们的文件名中有通配符，如：“ * ”，那么可以用转义字符“\”，如“\*”来表示

真实的“*”字符，而不是任意长度的字符串。

好吧，还是先来看几个例子吧：

clean:

rm -f *.o

上面这个例子我不不多说了，这是操作系统 Shell 所支持的通配符。这是在命令中的通配符。

print: *.c

lpr -p $?

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touch print

上面这个例子说明了通配符也可以在我们的规则中，目标 print 依赖于所有的[.c]文件。其中

的“$?”是一个自动化变量，我会在后面给你讲述。

objects = *.o

上面这个例子，表示了，通符同样可以用在变量中。并不是说[*.o]会展开，不！objects 的

值就是“*.o”。Makefile 中的变量其实就是 C/C++中的宏。如果你要让通配符在变量中展开，

也就是让 objects 的值是所有[.o]的文件名的集合，那么，你可以这样：

objects := $(wildcard *.o)

这种用法由关键字“wildcard”指出，关于 Makefile 的关键字，我们将在后面讨论。

四、文件搜寻

在一些大的工程中，有大量的源文件，我们通常的做法是把这许多的源文件分类，并存放在

不同的目录中。所以，当 make 需要去找寻文件的依赖关系时，你可以在文件前加上路径，

但最好的方法是把一个路径告诉 make，让 make 在自动去找。

Makefile 文件中的特殊变量“VPATH”就是完成这个功能的，如果没有指明这个变量，make

只会在当前的目录中去找寻依赖文件和目标文件。如果定义了这个变量，那么，make 就会

在当当前目录找不到的情况下，到所指定的目录中去找寻文件了。

VPATH = src:../headers

上面的的定义指定两个目录，“src”和“../headers”，make 会按照这个顺序进行搜索。目录

由“冒号”分隔。（当然，当前目录永远是最高优先搜索的地方）

另一个设置文件搜索路径的方法是使用 make 的“vpath”关键字（注意，它是全小写的），

这不是变量，这是一个 make 的关键字，这和上面提到的那个 VPATH 变量很类似，但是它更

为灵活。它可以指定不同的文件在不同的搜索目录中。这是一个很灵活的功能。它的使用方

法有三种：

1、vpath <pattern> <directories>

为符合模式<pattern>的文件指定搜索目录<directories>。

2、vpath <pattern>

清除符合模式<pattern>的文件的搜索目录。

3、vpath

清除所有已被设置好了的文件搜索目录。

vapth 使用方法中的<pattern>需要包含“%”字符。“%”的意思是匹配零或若干字符，例如，

“%.h”表示所有以“.h”结尾的文件。<pattern>指定了要搜索的文件集，而<directories>则

指定了<pattern>的文件集的搜索的目录。例如：

vpath %.h ../headers

该语句表示，要求 make 在“../headers”目录下搜索所有以“.h”结尾的文件。（如果某文

件在当前目录没有找到的话）

我们可以连续地使用 vpath 语句，以指定不同搜索策略。如果连续的 vpath 语句中出现了相

同的<pattern>，或是被重复了的<pattern>，那么，make 会按照 vpath 语句的先后顺序来执

行搜索。如：

vpath %.c foo

vpath % blish

vpath %.c bar

其表示“.c”结尾的文件，先在“foo”目录，然后是“blish”，最后是“bar”目录。

vpath %.c foo:bar

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