你或许听过好几种 Make 工具，例如 GNU Make ，QT 的 qmake ，微软的 MS nmake ，BSD Make（ pmake ）， Makepp ，等等。这些 Make 工具遵循着不同的规范和标准，所执行的 Makefile 格式也千差万别。这样就带来了一个严峻的问题：如果软件想跨平台，必须要保证能够在不同平台编译。而如果使用上面的 Make 工具，就得为每一种标准写一次 Makefile ，这将是一件让人抓狂的工作。Cmake到底是什么呢？

CMake是一个跨平台的安装（编译）工具 ，可以用简单的语句来描述所有平台的安装(编译过程)。他能够输出各种各样的makefile或者project文件，能测试编译器所支持的C++特性,类似UNIX下的automake。只是 CMake 的组态档取名为 CMakeLists.txt。Cmake 并不直接建构出最终的软件，而是产生标准的建构档（如 Unix 的 Makefile 或 Windows Visual C++ 的 projects/workspaces），然后再依一般的建构方式使用。这使得熟悉某个集成开发环境（IDE）的开发者可以用标准的方式建构他的软件，这种可以使用各平台的原生建构系统的能力是 CMake 和 SCons 等其他类似系统的区别之处。

CMake就是针对上面问题所设计的工具：它首先允许开发者编写一种平台无关的 CMakeList.txt 文件来定制整个编译流程，然后再根据目标用户的平台进一步生成所需的本地化 Makefile 和工程文件，如 Unix 的 Makefile 或 Windows 的 Visual Studio 工程。从而做到“Write once, run everywhere”。显然，CMake 是一个比上述几种 make 更高级的编译配置工具。一些使用 CMake 作为项目架构系统的知名开源项目有 VTK 、 ITK 、 KDE 、 OpenCV 、 OSG 等 [1] 。

在 linux 平台下使用 CMake 生成 Makefile 并编译的流程如下：

1. 编写 CMake 配置文件 CMakeLists.txt 。
2. 执行命令 cmake PATH 或者 ccmake PATH 生成 Makefile 1 1ccmake 和 cmake 的区别在于前者提供了一个交互式的界面。其中PATH 是 CMakeLists.txt 所在的目录。
3. 使用 make 命令进行编译。

本文将从实例入手，一步步讲解 CMake 的常见用法，文中所有的实例代码可以在 这里 找到。如果你读完仍觉得意犹未尽，可以继续学习我在文章末尾提供的其他资源。

入门案例：

单个源文件

本节对应的源代码所在目录： Demo1 。

对于简单的项目，只需要写几行代码就可以了。例如，假设现在我们的项目中只有一个源文件 main.cc ，该程序的用途是计算一个数的指数幂。

编写 CMakeLists.txt

首先编写 CMakeLists.txt 文件，并保存在与 main.cc 源文件同个目录下：

CMakeLists.txt 的语法比较简单，由命令、注释和空格组成，其中命令是不区分大小写的。符号 # 后面的内容被认为是注释。命令由命令名称、小括号和参数组成，参数之间使用空格进行间隔。

对于上面的 CMakeLists.txt 文件，依次出现了几个命令：

cmake_minimum_required ：指定运行此配置文件所需的 CMake 的最低版本；

project ：参数值是 Demo1 ，该命令表示项目的名称是 Demo1 。

add_executable ： 将名为 main.cc 的源文件编译成一个名称为 Demo 的可执行文件。

之后，在当前目录执行 cmake . ，得到 Makefile 后再使用 make 命令编译得到 Demo1 可执行文件。

对于这种情况，需要分别在项目根目录 Demo3 和 math 目录里各编写一个 CMakeLists.txt 文件。为了方便，我们可以先将 math 目录里的文件编译成静态库再由 main 函数调用。

根目录中的 CMakeLists.txt ：

该文件添加了下面的内容: 第3行，使用命令 add_subdirectory 指明本项目包含一个子目录 math，这样 math 目录下的 CMakeLists.txt 文件和源代码也会被处理 。第6行，使用命令 target_link_libraries 指明可执行文件 main 需要连接一个名为 MathFunctions 的链接库 。

子目录中的 CMakeLists.txt：

在该文件中使用命令 add_library 将 src 目录中的源文件编译为静态链接库。

自定义编译选项

本节对应的源代码所在目录： Demo4 。

CMake 允许为项目增加编译选项，从而可以根据用户的环境和需求选择最合适的编译方案。

例如，可以将 MathFunctions 库设为一个可选的库，如果该选项为 ON ，就使用该库定义的数学函数来进行运算。否则就调用标准库中的数学函数库。

修改 CMakeLists 文件

我们要做的第一步是在顶层的 CMakeLists.txt 文件中添加该选项：

第7行的 configure_file 命令用于加入一个配置头文件 config.h ，这个文件由 CMake 从 config.h.in 生成，通过这样的机制，将可以通过预定义一些参数和变量来控制代码的生成。

第13行的 option 命令添加了一个 USE_MYMATH 选项，并且默认值为 ON 。

第17行根据 USE_MYMATH 变量的值来决定是否使用我们自己编写的 MathFunctions 库。

编写 config.h.in 文件

上面的程序值得注意的是第2行，这里引用了一个 config.h 文件，这个文件预定义了 USE_MYMATH 的值。但我们并不直接编写这个文件，为了方便从 CMakeLists.txt 中导入配置，我们编写一个 config.h.in 文件，内容如下：

这样 CMake 会自动根据 CMakeLists 配置文件中的设置自动生成 config.h 文件。

现在编译一下这个项目，为了便于交互式的选择该变量的值，可以使用 ccmake 命令 2 2也可以使用 cmake -i 命令，该命令会提供一个会话式的交互式配置界面。：

从中可以找到刚刚定义的 USE_MYMATH 选项，按键盘的方向键可以在不同的选项窗口间跳转，按下 enter 键可以修改该选项。修改完成后可以按下 c 选项完成配置，之后再按 g 键确认生成 Makefile 。ccmake 的其他操作可以参考窗口下方给出的指令提示。

我们可以试试分别将 USE_MYMATH 设为 ON 和 OFF 得到的结果：

USE_MYMATH 为 ON

运行结果：

此时 config.h 的内容为：

USE_MYMATH 为 OFF

运行结果：

此时 config.h 的内容为：

安装和测试

本节对应的源代码所在目录： Demo5 。

CMake 也可以指定安装规则，以及添加测试。这两个功能分别可以通过在产生 Makefile 后使用 make install 和 make test 来执行。在以前的 GNU Makefile 里，你可能需要为此编写 install 和 test 两个伪目标和相应的规则，但在 CMake 里，这样的工作同样只需要简单的调用几条命令。

定制安装规则

首先先在 math/CMakeLists.txt 文件里添加下面两行：

指明 MathFunctions 库的安装路径。之后同样修改根目录的 CMakeLists 文件，在末尾添加下面几行：

通过上面的定制，生成的 Demo 文件和 MathFunctions 函数库 libMathFunctions.o 文件将会被复制到 /usr/local/bin 中，而 MathFunctions.h 和生成的 config.h 文件则会被复制到 /usr/local/include 中。我们可以验证一下 3 3顺带一提的是，这里的 /usr/local/ 是默认安装到的根目录，可以通过修改 CMAKE_INSTALL_PREFIX 变量的值来指定这些文件应该拷贝到哪个根目录。：

为工程添加测试

添加测试同样很简单。CMake 提供了一个称为 CTest 的测试工具。我们要做的只是在项目根目录的 CMakeLists 文件中调用一系列的 add_test 命令。

上面的代码包含了四个测试。第一个测试 test_run 用来测试程序是否成功运行并返回 0 值。剩下的三个测试分别用来测试 5 的 平方、10 的 5 次方、2 的 10 次方是否都能得到正确的结果。其中 PASS_REGULAR_EXPRESSION 用来测试输出是否包含后面跟着的字符串。

让我们看看测试的结果：

如果要测试更多的输入数据，像上面那样一个个写测试用例未免太繁琐。这时可以通过编写宏来实现：

关于 CTest 的更详细的用法可以通过 man 1 ctest 参考 CTest 的文档。

支持 gdb

让 CMake 支持 gdb 的设置也很容易，只需要指定 Debug 模式下开启 -g 选项：

有时候可能要对系统环境做点检查，例如要使用一个平台相关的特性的时候。在这个例子中，我们检查系统是否自带 pow 函数。如果带有 pow 函数，就使用它；否则使用我们定义的 power 函数。

添加 CheckFunctionExists 宏

首先在顶层 CMakeLists 文件中添加 CheckFunctionExists.cmake 宏，并调用 check_function_exists 命令测试链接器是否能够在链接阶段找到 pow 函数。

导入 InstallRequiredSystemLibraries 模块，以便之后导入 CPack 模块；

设置一些 CPack 相关变量，包括版权信息和版本信息，其中版本信息用了上一节定义的版本号；

导入 CPack 模块。

关于 CPack 的更详细的用法可以通过 man 1 cpack 参考 CPack 的文档。

将其他平台的项目迁移到 CMake

CMake 可以很轻松地构建出在适合各个平台执行的工程环境。而如果当前的工程环境不是 CMake ，而是基于某个特定的平台，是否可以迁移到 CMake 呢？答案是可能的。下面针对几个常用的平台，列出了它们对应的迁移方案。

autotools

am2cmake 可以将 autotools 系的项目转换到 CMake，这个工具的一个成功案例是 KDE 。

Alternative Automake2CMake 可以转换使用 automake 的 KDevelop 工程项目。

Converting autoconf tests

Visual Studio

vcproj2cmake.rb 可以根据 Visual Studio 的工程文件（后缀名是 .vcproj 或 .vcxproj ）生成 CMakeLists.txt 文件。

vcproj2cmake.ps1 vcproj2cmake 的 PowerShell 版本。

folders4cmake 根据 Visual Studio 项目文件生成相应的 “source_group” 信息，这些信息可以很方便的在 CMake 脚本中使用。支持 Visual Studio 9/10 工程文件。