c++ 编译链接，makefile思路整理

长虹剑自己的一些经验总结，具体请自行根据实际情况决定。

（未完且待细节补充 ）

- 2016-10-25 补充了一个makefile模板

- 2016-10-27 补充了cmake及cmake生成nmake，整理了windows下有关编译的目录，有助于理解vs的x86和x64编译过程。

- 2017-6-7 加入了一个gcc选项，关于库的依赖顺序

前言

无论在windows上还是linux上我们都遇到很多编译链接的问题，如果对这些了解不透彻，那么makefile这些都是写不好的，即使用vs这样的软件，如果你没有清晰的思路盲目修改，那永远走不出泥潭。

至于说有关makefile的工具，windows下有nmake，linux下有make，还有一些稍有封装的工具cmake，qmake。无论是哪种只要明白了编译链接的目的（不是原理啊）才能很好地写出来。

要注意把编译和链接两个过程区分开，不要混为一谈

编译

编译中和我们相关的主要过程其实就是

检查是否符合c++语法（c++11等）

处理一些宏定义（需要用

-D

指出）

看变量函数有没有定义，其实同第一点，如果你额外引入一些库就用

-I

参数指明它头文件的位置这是编译阶段最有可能出错的地方

这些错误是编译阶段的错误，如果你make的时候发现有这些错误，一定不要想什么缺库文件。不过一般编译阶段的错误非常容易解决这里就不多说了。

编译完之后一般对每个.cpp 生成一个.o

提醒

编译阶段没有错误，并不代表你程序写的没有问题。如果你对链接过程不熟悉，很可能写出来函数或变量重定义的错误。比如说你把一个函数func实现写在一个.h中，结果在两个.cpp中都引用了这个文件，结果生成两个.o，而这两个.o文件都有func的实现（假设在同一个作用域中），一旦他们同时编入到第三个cpp生成的.o中就会导致冲突。

不仅仅是函数，非静态或者非常量变量也是一样的道理。所以一般.h中定义static的变量，让其他cpp用

【这个问题非常严重，而且你不懂这个原理很难解决】

经验

有时候自己写程序，本来已经有了头文件但是还是说某个函数或变量找不到，这时可能是没有使用using的原因。

链接

这个是重头戏，搞makefile的人，尤其是在linux对这个过程吃尽了苦头。

编译的过程主要检查的是你用一个函数有没有对其进行声明，而链接的过程则是你声明了，有没有给出其实现的方法（即使你没有实现，你给的.so .a 里面也要有实现）如果没有找到就会报

undefined reference

的错误，表明找不到函数的定义（注意不是声明，如果是声明的话就是编译时候的问题了）

需要注意的事项

指定一个静态库一般使用静态库绝对路径 如

/path/libxxx.a

，动态库一般就

-L /path -lxxx

，或者使用 (

-Wl,-Bstatic -lxxx

链接静态，

-Wl,-Bdynamic

动态 )

动态库的指定可能有一定的顺序， 一般来说最好先是自己的库，然后是三方库，然后是系统库。有时候链接不上但是位置正确，可能会是顺序问题（我觉得深层原因还是库名冲突），最佳的顺序是

g++ ...  obj($?) -l(上层逻辑lib) -l(中间封装lib) -l(基础lib) -l(系统lib)  -o $@

如果你把库路径写在了环境变量

LD_LIBRARY_PATH

中，格式最好是

export LD_LIBRARY_PATH=your_lib_path:$LD_LIBRARY_PATH

，就是你自己的库路径优先。这个还有一个好处是，如果你编译成功，但是运行的时候提示某个.so文件 not found， 这样可以解决，否则你在编译的时候用 运行时查找 的编译选项

-Wl,-rpath,your_lib_path

。

提醒

链接时候的两大问题，一个是链接不到库，一个是链接不到你想要的库（譬如你不想用系统自带的某个库之类的），其实解决方法是一样的。【要记住上面三点，自行选择】

运行

一般编译链接成功就能运行，运行时说缺少某些库那就参照 链接->注意事项的第三点的黑体部分，一般都能解决。

编译完成之后其实自己可以用

ldd

命令看看可执行程序及.so文件看看有没有not found的，即使没有not found 也看看对不对。

如果你编译生成的是静态库或动态库，你还可以用

readelf -d

大致看看是不是你想要的（你想编的有没有编进去）。

g++ 一般编译选项介绍

这个还是搜搜其他博客吧比较全，一方面我也有很多不同，另一方面写多了就主次不分了

-Wl

后面跟着的参数是传递给链接器ld的

-Wl,--as-needed

忽略链接时没有用到的动态库

-g -O0

就是生成可调试的程序（且不让编译器优化）之后用

gdb -tui

调试即可

--start-group和--end-group

放在这两个地方的库会自动解决依赖关系详见——再议GCC编译时的静态库依赖顺序问题。

生成静态库时

一般 ar -cvq -o your.a *.o 就行。【具体查看别的博客吧】

我觉得静态库就是若干个.o文件的组合吧，可用 ar -t 查看一下

生成静态库

需要使用

-shared -fPIC

其实这是两个选项，后面那个属于编译阶段的，前面是链接阶段，指明生成链接库。

编译源码的流程

一般是三个步骤

最好先mkdir build， cd build，然后进行主要工作

../configure

： 这个就是一个 bash 脚本，它主要负责生成makefile【简单理解makefile也就是为了生成长长的g++命令选项 】 一般这个文件是很规范的，比如可以用

--enable-static=yes

指明生成静态库，最重要的一个是

--prefix=your_install_path

,这个就是说你把软件装在哪里（在第三点细讲）

make

这个就是执行上面生成的make，一般为了快速编译用 make -j。生成的可执行程序，库文件都在当前的目录下面。

make install

这一步就是安装，第二步生成的东西最后要装在系统的哪个位置呢？如果你不指定一般是在/usr 或 /usr/local 下面（这时大部分就需要用sudo执行了了），如果指定就是第一步中的prefix参数，这样安装的时候就不用root权限了。如果安装在自己的目录中，自行根据使用情况配置环境变量 (其实也可以不安装，毕竟需要的文件在第二步就已经有了)

安装源码一般就是使用其库文件之类的，自己编译的时候就指定你安装的目录的头文件和库文件。

安装好后，删掉build就行。此外 make uninstall 就是卸载了。

Makefile

作用：首先不要把makefile看的太神秘，它主要就是方便你编译，你完全可以自己用脚本写。一定要认识到你的目的是为了调用编辑器(如g++)编译你的程序，写makefile也是这个目的，它就是最终帮你生成了g++这个软件所需要参数，你的编译还是g++啊，编译的报错除了你程序的问题就是传给的g++参数不对啊，而这个参数不对又是因为你makefile写的不对导致的。

跳出makefile的外表后，你就知道一般编译个小项目没必要写makefile了，如果是自己写的复杂的项目可以使用cmake。

一个makefile例子，可作为模板

CXX=g++

CXXFLAGS = -I/home/chj/face/program/include -I/home/chj/face/install/opencv2/include -I/home/chj/face/program/3rdparty
LDFLAGS = -L/home/chj/face/install/opencv2/lib -lopencv_core -lopencv_highgui -lopencv_features2d
STATICLIB = /home/chj/face/program/build/libliblinear.a /home/chj/face/program/build/liblib3000fps.a

# 便于直接make
all:main

TARGET = main

# 寻找所有需要的 cpp
CHJ_SRCS := $(wildcard ../src/*.cpp) $(wildcard ../src/lbf/*.cpp)
# 将上面找到的 .cpp 换成 .o
CHJ_OBJS = $(patsubst %cpp, %o, $(CHJ_SRCS))

# $@ 为冒号之前的; $< 为冒号后第一个; $^ 为冒号后所有的
# 编译
%.o:%.cpp
# $(warning $@)
$(CXX) $(CXXFLAGS) -c $< -o $@

# 链接 （我这里某个文件有int main()，就直接生成可执行程序）
$(TARGET):$(CHJ_OBJS)
# 顺序很重要, $(STATICLIB) 放在前面还不行
$(CXX) $(LDFLAGS) -o $@ $^ $(STATICLIB)

cmake

cmake等我用在windows上的时候才觉得他真的方便。好多库都提供cmakelist然后直接用win下的cmake程序生成vs的项目，再用vs打开就行。

常用的语法

cmake_minimum_required(VERSION 3.5)

这个一般必须要确定你的cmake最低版本

project(XXX)

给你的项目确定个名字，可能被用作默认的生成名XXX.exe

SET(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE "${ENV{CXXFLAGS} -O3 -Wall")

这个set命令就是赋值的意思，所附的值可能是系统变量也可以是自己的变量。

一些常用的变量如下

下面这些变量一般都有默认值

CMAKE_C_COMPILER

CMAKE_CXX_COMPILER

CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG

CXXFLAGS

这个就是编译时候的选项

CMAKE_SOURCE_DIR

这个是你cmakelist.txt的目录

include_directories（）

这个是添加头文件的目录，一个可以写多个目录

link_directories

添加库文件的目录

add_executable(face_align ${SOURCE_FILES})

这就是你添加的生成的程序,后面是.cpp文件

target_link_libraries(face_align ${OpenCV_LIBS} dlib.lib )

添加生成你的程序额外需要的库，如果只写库的名字，那么库的目录就必须在

link_directories

中给出

命令行中的语法

举个例子

cmake -G "NMake Makefiles" -DCMAKE_BUILD_TYPE=release ..

生成nmake的makefile同时使用Release模式

例子：编译库

假设你的.cpp在同一个目录下

FILE(GLOB hdrs_base "*.h" )
FILE(GLOB srcs_base "*.cpp")
FILE(GLOB hdrs ${hdrs_base}  )
FILE(GLOB srcs  ${srcs_base} )

ADD_LIBRARY(${PROJECT_NAME} ${srcs} ${hdrs})  # 应该是通过加 SHARED or STATIC 来决定生成什么库

下面进入有关windows下的链接部分。

win7下有关编译目录的整理

windows下和编译连接相关的几个文件为编译器cl.exe 链接器link.exe 资源编译器rc.exe 这里有较全的介绍

cl 与 link

一般在

C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 14.0\VC\bin\[amd64|...]

rc

一般在

C:\Program Files (x86)\Windows Kits\8.1\bin\[x64]

注意：上面加中括号表示那时x64位程序的目录所以如果使用cmake生成nmake文件时一定要注意选好合适的编译器。

nmake （win下非IDE编译）

不想细讲语法了，至今没有直接用过，一般直接借助win下的cmake然后用vs了，或者用cmake生成nmake需要的文件，或者装上mingw然后直接make。

如果要用nmake就需要指定其目录，可以用相应的vs版本的nmake。比如说如果要用vs2015 64位编译就先在命令行中运行

"C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 14.0\VC\vcvarsall.bat" x64

如果写在batch脚本中就在前面加个 start

用visual studio编译时的配置及经验

一般你编写的项目总是需要依赖很多库的，比如说opencv，因此你的项目需要至少指定opencv 头文件所在的目录，库文件所在的目录，每次这样指定很麻烦，不妨自己写个

.props

然后在属性管理器中加入。

下面是我的一个模板，自行修改相应的位置（目录最好用绝对路径）

ExecutablePath

这个可以不要。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<Project ToolsVersion="4.0" xmlns="http://schemas.microsoft.com/developer/msbuild/2003">
<ImportGroup Label="PropertySheets" />
<PropertyGroup Label="UserMacros" />
<PropertyGroup>
<ExecutablePath>opencv\3.1.0\opencv\build\x64\vc12\bin;$(ExecutablePath)</ExecutablePath>
</PropertyGroup>
<PropertyGroup>
<IncludePath>opencv\3.1.0\opencv\build\include;$(IncludePath)</IncludePath>
</PropertyGroup>
<PropertyGroup>
<LibraryPath>opencv\3.1.0\opencv\build\x64\vc12\lib;$(LibraryPath)</LibraryPath>
<LibraryWPath>$(LibraryWPath)</LibraryWPath>
</PropertyGroup>
<ItemDefinitionGroup>
<Link>
<AdditionalDependencies>opencv_world310d.lib;%(AdditionalDependencies)</AdditionalDependencies>
</Link>
</ItemDefinitionGroup>
<ItemGroup />
</Project>