CMake应⽤：模块化及库依赖
当项⽬⽐较⼤的时候，往往需要将代码划分为⼏个模块，可能还会分离出部分通⽤模块，在多个项⽬之间同时使⽤；当然，也可能是依赖开源的第三⽅库，在项⽬中包含第三⽅源代码或者编译好的库⽂件。本⽂将会介绍CMake中如何模块化地执⾏编译，以及指定⽬标对相应库⽂件的依赖。
在上⼀篇⽂章中，笔者介绍了⼀个⽐较完备的该如何书写。往期⽂章可以关注本号的话题：CMake，⽂章列表如下（⽂末可连续阅读）：
但是上⼀篇⽂章介绍的⼀般是在项⽬初期的样⼦，随着项⽬代码原来越多，或者功能越来越多，代码可能会分化出不同的功能模块，并且有⼀些可能是多个项⽬通⽤的模块，这时为了更好地管理各个模块，可以为每个模块都编写⼀个⽂件，然后在⽗级⽬录中对不同编译⽬标按需添加依赖。
本⽂着重介绍下⾯的内容：
1. 模块化管理构建系统(add_subdirectory)
2. 导⼊编译好的⽬标⽂件
3. 添加库依赖
⼀ 模块化构建
在前⾯的⽂章中介绍过，是定义⼀个⽬录（Source Tree）的构建系统的，所以对于模块化构建，其实就是分别为每⼀个⼦模块⽬录编写⼀个，在其⽗⽬录中“导⼊”⼦⽬录的构建系统⽣成对应的⽬标，以便在⽗⽬录中使⽤。
下⾯仍以开源项⽬：gitee/RealCoolEngineer/cmake-template为例，基于上⼀篇⽂章的状态进⾏修改，本⽂对应的commit id为：4bfb85b。
假设项⽬⽬录结构如下：
./cmake-template
├──
├── src
│└── c
│├── cmake_template_version.h
│├── cmake_template_version.h.in
│├── main.c
│└── math
│├── add.c
│├── add.h
│├── minus.c
│└── minus.h
└── test
└── c
├── test_add.c
└── test_minus.c
现在的编译任务为：
1. 将math⽬录视为⼦模块，为其单独定义构建系统
2. 整个项⽬依赖math模块的编译结果，⽣成其他⽬标⽂件
1 定义⼦⽬录的构建系统
只要是定义⽬录的构建系统，都是在此⽬录下创建⼀个⽂件，其结构和语法在上⼀篇⽂章已经介绍的⽐较详细。
因为主要进⾏模块的编译⼯作，所以⼀般只需要编译构建库⽂件（静态库或者动态库），以及针对该库对外提供接⼝的⼀些单元测试即可，所以可以写的⽐较简单⼀些。
在src/math⽬录下新建⽂件，内容如下：
cmake_minimum_required(VERSION 3.12)
project(CMakeTemplateMath VERSION 0.0.1 LANGUAGES C CXX)
aux_source_directory(. MATH_SRC)
message("MATH_SRC: ${MATH_SRC}")
add_library(math STATIC ${MATH_SRC})
如上代码所⽰，对于⼦⽬录（模块），⼀般也有⾃⼰的project命令，同时如果有需要，也可以指定⾃⼰的版本号。
这⾥使⽤了⼀个此前没有提到的命令：aux_source_directory，该命令可以搜索指定⽬录（第⼀个参数）下的所有源⽂件，将源⽂件的列表保存到指定的变量（第⼆个参数）。
2 包含⼦⽬录
通过命令add_subdirectory包含⼀个⼦⽬录的构建系统，其命令格式如下：
add_subdirectory(source_dir [binary_dir] [EXCLUDE_FROM_ALL])
其中source_dir就是要包含的⽬标⽬录，该⽬录下必须存在⼀个⽂件，⼀般为相对于当前的⽬录路径，当然也可以是绝对路径；
binary_dir是可选的参数，⽤于指定⼦构建系统输出⽂件的路径，相对于当前的Binary tree，同样也可以是绝对路径。⼀般情况
下，source_dir是当前⽬录的⼦⽬录，那么binary_dir的值为不做任何相对路径展开的source_dir；但是如果source_dir不是当前⽬录的⼦⽬录，则必须指定binary_dir，这样CMake才知道要将⼦构建系统的相关⽂件⽣成在哪个⽬录下。
如果指定了EXCLUDE_FROM_ALL选项，在⼦路径下的⽬标默认不会被包含到⽗路径的ALL⽬标⾥，并且也会被排除在IDE⼯程⽂件之外。但是，如果在⽗级项⽬显式声明依赖⼦⽬录的⽬标⽂件，那么对应的⽬标⽂件还是会被构建以满⾜⽗级项⽬的依赖需求。
综上，可以修改cmake-template项⽬根⽬录下的⽂件，将原来的如下内容：
# Build math lib
add_library(math STATIC ${MATH_LIB_SRC})
修改为：
add_subdirectory(src/c/math)
构建的静态库的名字依旧是math，所以在编译demo⽬标时，链接的库的名字不⽤修改：
# Build demo executable
add_executable(demo src/c/main.c)
target_link_libraries(demo math)
此时构建和编译的命令没有任何改变：
➜ cmake-template # cmake -B cmake-build
➜ cmake-template # cmake --build cmake-build
上⾯的命令指定⽗项⽬的⽣成路径（Binary tree）为cmake-build，那么⼦模块（math）的⽣成路径为cmake-build/src/c/math，也就是
说binary_dir为src/c/math，等同于source_dir。
⼆ 导⼊编译好的⽬标⽂件
在前⾯介绍的命令add_subdirectory其实是相当于通过源⽂件来构建项⽬所依赖的⽬标⽂件，但是CMake也可以通过命令来导⼊已经编译好的⽬标⽂件。
1 导⼊库⽂件
使⽤add_library命令，通过指定IMPORTED选项表明这是⼀个导⼊的库⽂件，通过设置其属性指明其路径：
add_library(math STATIC IMPORTED)
set_property(TARGET math PROPERTY
IMPORTED_LOCATION "./lib/libmath.a")
对于库⽂件的路径，也可以使⽤find_library命令来查，⽐如在lib⽬录下查math的Realse和Debug版本：
find_library(LIB_MATH_DEBUG mathd HINTS "./lib")
find_library(LIB_MATH_RELEASE math HINTS "./lib")
对于不同的编译类型，可以通过IMPORTED_LOCATION_<CONFIG>来指明不同编译类型对应的库⽂件路径：
add_library(math STATIC IMPORTED GLOBAL)
set_target_properties(math PROPERTIES
IMPORTED_LOCATION "${LIB_MATH_RELEASE}"
IMPORTED_LOCATION_DEBUG "${LIB_MATH_DEBUG}"
IMPORTED_CONFIGURATIONS "RELEASE;DEBUG"
)
导⼊成功以后，就可以将该库链接到其他⽬标上，但是导⼊的⽬标不可以被install。
这⾥以导⼊静态库为例，导⼊动态库或其他类型也是类似的操作，只需要将⽂件类型STATIC修改成对应的⽂件类型即可。
2 导⼊可执⾏⽂件
这个不是那么常⽤，为了⽂章完整性，顺便提⼀下。是和导⼊库⽂件类似的：
add_executable(demo IMPORTED)
set_property(TARGET demo PROPERTY
IMPORTED_LOCATION "./bin/demo")
三 库依赖
这⾥主要着重介绍⼀下target_link_libraries命令的⼏个关键字：
cmake如何使用1. PRIVATE
2. INTERFACE
3. PUBLIC
这三个关键字的主要作⽤是指定的是⽬标⽂件依赖项的使⽤范围（scope），所以可以专门了解⼀下。
假设某个项⽬中存在两个动态链接库：动态链接库liball.so、动态链接库libsub.so。
对于PRIVATE关键字，使⽤的情形为：liball.so使⽤了libsub.so，但是liball.so并不对外暴露libsub.so的接⼝：
target_link_libraries(all PRIVATE sub)
target_include_directories(all PRIVATE sub)
对于INTERFACE关键字，使⽤的情形为：liball.so没有使⽤libsub.so，但是liball.so对外暴露libsub.so的接⼝，也就是liball.so的头⽂件包含了libsub.so的头⽂件，在其它⽬标使⽤liball.so的功能的时候，可能必须要使⽤libsub.so的功能：
target_link_libraries(all INTERFACE sub)
target_include_directories(all INTERFACE sub)
对于PUBLIC关键字（PUBLIC=PRIVATE+INTERFACE），使⽤的情形为：liball.so使⽤了libsub.so，并且liball.so对外暴露了libsub.so的接⼝：
target_link_libraries(all PUBLIC sub)
target_include_directories(all PUBLIC sub)
这⾥的内容可以有个⼤概了解即可，随着后续深⼊使⽤，⾃然会⽔到渠成。

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