现代CMake高级教程 - 第 7 章：变量与缓存

双笙子佯谬老师的【公开课】现代CMake高级教程课程笔记

第 7 章：变量与缓存

重复执行 cmake -B build 会有什么区别？

❯ cmake -B build
-- The C compiler identification is GNU 11.3.0
-- The CXX compiler identification is GNU 11.3.0
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc - skipped
-- Detecting C compile features
-- Detecting C compile features - done
-- Detecting CXX compiler ABI info
-- Detecting CXX compiler ABI info - done
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/c++ - skipped
-- Detecting CXX compile features
-- Detecting CXX compile features - done
-- Configuring done
-- Generating done
-- Build files have been written to: /mnt/h/Code/lessonCode/CMakeLession/build❯ cmake -B build
-- Configuring done
-- Generating done
-- Build files have been written to: /mnt/h/Code/lessonCode/CMakeLession/buil

可以看到第二次的输出少了很多，这是因为 CMake 第一遍需要检测编译器和 C++ 特性等比较耗时，检测完会把结果存储到缓存中，这样第二遍运行 cmake -B build 时就可以直接用缓存的值，就不需要再检测一遍了。

然而有时候外部的情况有所更新，这时候 CMake 里缓存的却是旧的值，会导致一系列问题。这时我们需要清除缓存，最简单的办法就是删除 build 文件夹，然后重新运行 cmake -B build。缓存是很多 CMake 出错的根源，因此如果出现诡异的错误，可以试试看删 build 全部重新构建。

清除缓存，其实只需删除 build/CMakeCache.txt 就可以了

删 build 虽然彻底，也会导致编译的中间结果（.o文件）都没了，重新编译要花费很长时间。如果只想清除缓存，不想从头重新编译，可以只删除 build/CMakeCache.txt 这个文件。这文件里面装的就是缓存的变量，删了他就可以让 CMake 强制重新检测一遍所有库和编译器。

build/CMakeCache.txt 的内容：

find_package 就用到了缓存机制

变量缓存的意义在于能够把 find_package 找到的库文件位置等信息，储存起来。这样下次执行 find_package 时，就会利用上次缓存的变量，直接返回。避免重复执行 cmake -B 时速度变慢的问题。

设置缓存变量

语法是：set(变量名 “变量值” CACHE 变量类型 “注释”)

set(myvar "hello" CACHE STRING "this is the docstring .")
message("myvar is: ${myvar}")

❯ cmake -B build
myvar is: hello
-- Configuring done
-- Generating done

缓存的 myvar 会出现在 build/CMakeCache.txt 里

更新变量缓存

常见问题：我修改了 CMakeLists.txt 里 set 的值，却没有更新？

为了更新缓存变量，有的同学偷懒直接修改 CMakeLists.txt 里的值，这是没用的。因为 set(… CACHE …) 在缓存变量已经存在时，不会更新缓存的值！

CMakeLists.txt 里 set 的被认为是“默认值”，因此不会在第二次 set 的时候更新。

缓存变量到底该如何更新？标准解法：通过命令行 -D 参数

❯ cmake -B build -Dmyvar=world
myvar is: world
-- Configuring done
-- Generating done
-- Build files have been written to: /mnt/h/Code/lessonCode/CMakeLession/build

命令行 -D 参数太硬核了，有没有图形化的缓存编辑器？

1. 在 Linux 中，可以安装 sudo apt install cmake-curses-gui，运行 ccmake -B build 来启动基于终端的可视化缓存编辑菜单。
   

2. 在 Windows 则可以 cmake-gui -B build 来启动图形界面编辑各个缓存选项。

当然，直接用编辑器打开 build/CMakeCache.txt 修改后保存也是可以的。CMakeCache.txt 用文本存储数据，就是可供用户手动编辑，或是被第三方软件打开并解析的。

缓存变量到底该如何更新？暴力解决：删 build 大法。

用万能的“删 build 大法”当然是可以的。这样重新执行的时候缓存变量不存在，从而 set 会重新设置缓存的值为 world。建议初学者每次修改 CMakeLists.txt 时，都删一下 build/CMakeCache.txt 方便调试。

也可以通过指定 FORCE 来强制 set 更新缓存。set 可以在后面加一个 FORCE 选项，表示不论缓存是否存在，都强制更新缓存。

不过这样会导致没办法用 -Dmyvar=othervalue 来更新缓存变量。

set(myvar "hello" CACHE STRING "this is the docstring." FORCE)
message("myvar is: ${myvar}")

缓存变量类型

• STRING 字符串，例如 “hello, world”
• FILEPATH 文件路径，例如 “C:/vcpkg/scripts/buildsystems/vcpkg.cmake”
• PATH 目录路径，例如 “C:/Qt/Qt5.14.2/msvc2019_64/lib/cmake/”
• BOOL 布尔值，只有两个取值：ON 或 OFF。

注意：TRUE 和 ON 等价，FALSE 和 OFF 等价；YES 和 ON 等价，NO 和 OFF 等价。

案例

案例：添加一个 BOOL 类型的缓存变量，用于控制要不要启用某特性

CMakeLists.txt

add_executable(main main.cpp)set(WITH_TBB ON CACHE BOOL "set to ON to enable TBB, OFF to disable TBB.")
if (WITH_TBB)target_compile_definitions(main PUBLIC WITH_TBB)find_package(TBB REQUIRED)target_link_libraries(main PUBLIC TBB::tbb)
endif()

main.cpp

#include <cstdio>int main()
{
#ifdef WITH_TBBprintf("TBB enabled!\n");
#endifprintf("Hello, world!\n");
}

编译运行结果：

TBB enabled!
Hello, world!

option

CMake 对 BOOL 类型缓存的 set 指令提供了一个简写：option

option(变量名 “描述” 变量值)

等价于：

set(变量名 CACHE BOOL 变量值 “描述”)

CMakeLists.txt

add_executable(main main.cpp)option(WITH_TBB "set to ON to enable TBB, OFF to disable TBB." ON)
if (WITH_TBB)target_compile_definitions(main PUBLIC WITH_TBB)find_package(TBB REQUIRED)target_link_libraries(main PUBLIC TBB::tbb)
endif()

修改 option 变量值

经典问题：option 设为 OFF 了为什么还是 ON？

因为在 CMakeLists.txt 里直接改 option 是错的。option 等价于 set(... CACHE BOOL ...)。因此在 CMakeLists.txt 里改同样不会立即更新缓存里的值。官方推荐做法是通过 -D变量名:BOOL=ON/OFF 来改缓存变量。

cmake -B build -DWITH_TBB:BOOL=OFF

或者不要 option 了，直接用 set 加个 FORCE 即可始终强制更新缓存。

CMakeLists.txt

add_executable(main main.cpp)set(WITH_TBB ON CACHE BOOL "set to ON to enable TBB, OFF to disable TBB." FORCE)
if (WITH_TBB)target_compile_definitions(main PUBLIC WITH_TBB)find_package(TBB REQUIRED)target_link_libraries(main PUBLIC TBB::tbb)
endif()

当然最方便的还是删 build，或者删 build/CMakeCache.txt。删 build 大法总能把缓存变量强制初始化为 CMakeLists.txt 里的值。

绕开缓存的方法：使用普通变量，但仅当没有定义时设定为默认值。一般来说 CMake 自带的变量（如 CMAKE_BUILD_TYPE）都会这样设置。

这样项目的使用者还是可以用 -D 来指定参数，不过会在 ccmake 里看不到。

if (NOT DEFINED WITH_TBB)set(WITH_TBB ON)
endif()
if (WITH_TBB)target_compile_definitions(main PUBLIC WITH_TBB)find_package(TBB REQUIRED)target_link_libraries(main PUBLIC TBB::tbb)
endif()