CMake学习--如何在CMake中编译静态库、动态库并在主程序中调用

一、背景知识

在C/C++开发中，库（Library）是预先编译好的代码集合，可供多个程序使用。根据链接方式不同，库分为静态库和动态库。静态库在编译时将代码直接链接到可执行文件中，可执行文件体积较大，但运行时无需额外库文件；动态库在运行时加载，可执行文件体积小，便于更新和共享，但依赖外部库文件存在。

CMake是一个跨平台的自动化构建工具，通过编写CMakeLists.txt文件来定义项目的构建规则，可以方便地编译静态库、动态库以及主程序，并处理它们之间的依赖关系。

二、使用方法

（一）编译静态库

1. 创建项目目录结构

math作为库项目， app作为测试项目

1. 编写math目录下的文件

• my_math.cpp

#include "my_math.h"int add(int a, int b) {return a + b;
}int subtract(int a, int b) {return a - b;
}

• my_math.h

#ifndef MATH_FUNCTIONS_H#define MATH_FUNCTIONS_Hint add(int a, int b);int subtract(int a, int b);#endif

• math/CMakeLists.txt

# 设置这个目录项目的最低版本cmake_minimum_required(VERSION 3.10)# 定义一个静态库 mathadd_library(math STATIC my_math.cpp)# 设置头文件公共目录，方便其他模块包含target_include_directories(math PUBLIC ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})

3. 编写app目录下的文件

• main.c

#include <stdio.h>#include "../math/my_math.h"int main() {int sum = add(1, 2);int difference = subtract(4, 2);printf("Sum: %d\n", sum);printf("Difference: %d\n", difference);return 0;
}

• app/CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)# 定义一个可执行文件add_executable(DemoApp main.cpp)# 链接 math 静态库target_link_libraries(DemoApp PRIVATE math)

4. 编写项目根目录下的CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)project(DemoProject VERSION 1.0)# 添加 math 目录add_subdirectory(math)# 添加 app 目录add_subdirectory(app)

5. 构建项目
   在项目根目录下打开终端，执行以下命令：

mkdir buildcd buildcmake ..cmake --build .

（二）编译动态库

1. 创建项目目录结构同静态库部分。

2. 修改math目录下的math/CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)# 定义一个动态库 mathadd_library(math SHARED my_math.cpp)# 设置动态库的公共头文件位置target_include_directories(math PUBLIC ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})

3. app目录下的文件无需修改。

4. 项目根目录下的CMakeLists.txt无需修改。

5. 构建项目同静态库部分。

构建完成后，运行生成的DemoApp前，确保动态库对于可执行文件是可见的。在Linux或macOS上，可能需要设置环境变量LD_LIBRARY_PATH或DYLD_LIBRARY_PATH。

（三）在主程序中调用库

在主程序中调用库中的函数，只需包含相应的头文件，并使用函数即可。如上述main.cpp中的代码，通过包含my_math.h头文件，就可以使用add和subtract函数。

三、总结

通过CMake，我们可以方便地编译静态库和动态库，并在主程序中调用。静态库适合代码量不大且需要保证代码安全的场景，动态库适合代码量大且需要共享的场景。在实际项目中，根据需求选择合适的库类型，并合理组织项目结构，可以提高代码的可维护性和可扩展性。