CMake教程——QT项目使用CMake

1. Basic Cmake Based Project

# Qt对cmake版本的最小要求(但测试发现低一点的版本似乎也没问题)
cmake_minimum_required(VERSION 3.16.0)

# 项目命名
# VERSION 1.0.0 LANGUAGES CXX: 是可选的
project(helloworld VERSION 1.0.0 LANGUAGES CXX)

# 如果采用非Qt Creator开发,需要通过告知Qt的安装路径,建议把Qt的安装路径设置到环境变量
# 例如:QT_DIR=D:\Qt\6.1.2\msvc2019_64
set(CMAKE_PREFIX_PATH $ENV{QT_DIR})

# 有些项目会动态生成头文件,项目中需要引入它,因此需要将output目录也include进来
# 等同于INCLUDE_DIRECTORY(${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR} ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})
set(CMAKE_INCLUDE_CURRENT_DIR ON)

# Qt6 对C++版本推荐至少17
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)

# Qt特有的编译器需要打开,默认是关闭的
set(CMAKE_AUTOMOC ON) # Meta-Object Compiler
set(CMAKE_AUTORCC ON) # Resource Compiler
set(CMAKE_AUTOUIC ON) # User Interface Compiler

# 寻找Qt的库
# Qt6 COMPONENTS Widgets:寻找Qt库中的Widget模块
# REQUIRED: 意味着找不到报错并不会继续下去
find_package(Qt6 COMPONENTS Core Qml Quick LinguistTools REQUIRED)

# 集成源码以及资源并打包
set(TS_FILES TestApp_zh_CN.ts TestApp_en_US.ts)
aux_source_directory(src SRC_LIST)
qt6_add_resources(QML_QRC qml_module_a.qrc qml_module_b.qrc)
set(PROJECT_SOURCES ${SRC_LIST} ${TS_FILES} ${QML_QRC})

# 这里如果不加WIN32,会导致编译的可执行文件运行时候会同时弹出一个命令行终端
# 这是Windows的特性,对于其它平台得去掉WIN32
add_executable(${CMAKE_PROJECT_NAME} WIN32 ${PROJECT_SOURCES})

qt_create_translation(QM_FILES ${CMAKE_SOURCE_DIR} ${TS_FILES})

# cmake本身有四种编译模式:`Debug`, `Release`, `RelWithDebInfo`, `MinSizeRel`
# 此操作将`Debug`和`RelWithDebInfo`归类于QML的debug,即这两种模式下QML运行会保留debug信息
target_compile_definitions(${CMAKE_PROJECT_NAME} PRIVATE $<$<OR:$<CONFIG:Debug>,$<CONFIG:RelWithDebInfo>>:QT_QML_DEBUG>)

# 链接库到当前项目
# PRIVATE:项目私有内部链接,只有在开发Library对外公开时候才会使用PUBLIC
target_link_libraries(${CMAKE_PROJECT_NAME} PRIVATE 
    Qt6::Core
    Qt6::Qml
    Qt6::Quick)

# 加入新qml文件能自动扫描到并集成到项目
qt_import_qml_plugins(${CMAKE_PROJECT_NAME})

2. Executable VS Library

# 将${SRC_LIST}将编译成可执行文件,如果没有main函数会报错
add_executable(${CMAKE_PROJECT_NAME} ${SRC_LIST})

# 将${SRC_LIST}编译为library,library的类型可选择,默认是静态库
add_library(${CMAKE_PROJECT_NAME} [STATIC|SHARED|MODULE] ${SRC_LIST})

3. Every module has its own CMakeList.txt in its folder

3.1 不推荐的做法:

aux_source_directory(. DIR_SRCS1)
aux_source_directory(. DIR_SRCS2)
aux_source_directory(. DIR_SRCS3)

add_executable(${CMAKE_PROJECT_NAME} ${DIR_SRCS1} ${DIR_SRCS2} ${DIR_SRCS3})

这种做法会导致项目里即便改了一处代码,也会编译所有代码,导致编译时间较长,不能很好利用增量编译,再说C/C++本身编译就很慢

3.2 推荐的做法

以下以一个开源项目live555改版成为cmake项目作为推荐的项目代码组织结构的案例,虽然最终目标是编译成Library给外部使用,但内部同时也包含了打包成可执行文件的模块(mediaServer):

├── CMakeLists.txt
├── BasicUsageEnvironment
│   └── CMakeLists.txt
│   └── BasicHashTable.cpp
│   └── xxx.cpp
│   └── include
│       └── BasicHashTable.hh
│       └── xxx.hh
├── groupsock
│   └── CMakeLists.txt
│   └── GroupEId.cpp
│   └── xxx.cpp
│   └── include
│       └── GroupEId.hh
│       └── xxx.hh
├── liveMedia
│   └── CMakeLists.txt
│   └── AC3AudioRTPSink.cpp
│   └── xxx.cpp
│   └── include
│       └── GroupEId.hh
│       └── xxx.hh
├── mediaServer
│   └── CMakeLists.txt
│   └── DynamicRTSPServer.cpp
│   └── xxx.cpp
└── UsageEnvironment
    └── CMakeLists.txt
    └── HashTable.cpp
    └── xxx.cpp
    └── include
        └── Boolean.hh
        └── xxx.hh

其中,BasicUsageEnvironment, groupsock, liveMedia, UsageEnvironment都是live555项目的子模块,mediaServer是集成所有子模块打包成为可执行文件的部分。

作为项目入口,推荐的CMakeList.txt可以如下:

cmake_minimum_required(VERSION 3.15)
project(live555 LANGUAGES CXX)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)

# add all sub folders as modules
ADD_SUBDIRECTORY(UsageEnvironment)
ADD_SUBDIRECTORY(BasicUsageEnvironment)
ADD_SUBDIRECTORY(groupsock)
ADD_SUBDIRECTORY(liveMedia)
ADD_SUBDIRECTORY(mediaServer)

模块内部CMakeList.txt推荐如下:

# 这里指定当前模块名,这里推荐用文件名作为模块名
project(BasicUsageEnvironment)

# 因为当前模块cpp里使用里其他模块的头文件,因此需要把它们include进来
include_directories(../UsageEnvironment/include)
include_directories(../groupsock/include)

# 当前模块的头文件肯定要include进来
include_directories(./include)

# 当前模块下的cpp跟CMakeList.txt在同级目录
aux_source_directory(./ SRC_LIST)

# 当前只是模块,最终需要把所有的模块合并构建,因此当前需要指定编译对象为STATIC
# ${PROJECT_NAME}的值即为当前模块名,需要注意的是不能用${CMAKE_PROJECT_NAME},因为那是跟目录下CMakeList.txt指定的名字,那是整个项目的名字,即:live555
add_library(${PROJECT_NAME} STATIC ${SRC_LIST})

作为目标是编译为可执行文件的CMakeList.txt如下:

project(mediaServer)

include_directories(../UsageEnvironment/include)
include_directories(../groupsock/include)
include_directories(../liveMedia/include)
include_directories(../BasicUsageEnvironment/include)

# 当前目录下也有代码
aux_source_directory(. SRC_LIST)

# 当前模块是main入口,最终目标是编译出live555的可执行文件,因此不再用add_library()
add_executable(${PROJECT_NAME} ${SRC_LIST})

# 链接所有其他模块到当前模块
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} PRIVATE 
    liveMedia 
    groupsock 
    BasicUsageEnvironment 
    UsageEnvironment)   

4. 强制以Debug, Release, RelWithDebInfo, MinSizeRel其中一种作为编译方式

方法一:

在工程build目录下执行 cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug|Release|MinSizeRel|RelWithDebInfo

方法二:

或者在顶级CMakeList.txt里加入: set(CMAKE_BUILD_TYPE Debug|Release|MinSizeRel|RelWithDebInfo)

5. CMake高频常用变量

变量的引用方式是使用${},在IF中,不需要使用这种方式,直接使用变量名亦可
自定义变量:SET(OBJ_NAME xxxx),调用自定义变量: ${OBJ_NAME}
设置环境变量: SET(ENV{NAME} value), 需要注意的是这里ENV没有$; 调用环境变量: $ENV{NAME}
CMAKE的常用变量:

变量 意义
CMAKE_SOURCE_DIR 工程项目跟目录
CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR CMakeList.txt所在的目录
CMAKE_MODULE_PATH 如果工程复杂,可能需要编写一些cmake模块,这里通过SET指定这个变量
LIBRARY_OUTPUT_DIR 库最终存放目录
BINARY_OUTPUT_DIR 可执行的最终存放目录
PROJECT_NAME 当前CMakeList.txt里设置的project_name
CMAKE_PROJECT_NAME 项目跟目录配置的project_name

6. 在CMake里区分操作系统

if(CMAKE_SYSTEM_NAME MATCHES "Linux")  // 注意区分大写
  message(STATUS "Linux platorm!")
elseif(CMAKE_SYSTEM_NAME MATCHES "Windows")
if(CMAKE_CL_64)
  message(STATUS "Windows Win64 platform!")
  else()
    message(STATUS "Windows Win32 platform!")
  endif(CMAKE_CL_64)
elseif(CMAKE_SYSTEM_NAME MATCHES "FreeBSD")
  message(STATUS "FreeBSD platform!")
else()
  message(STATUS "other platform!")
endif(CMAKE_SYSTEM_NAME MATCHES "Linux")

简化版亦可:

if (WIN32)
    message(STATUS "Now is windows")
elseif (APPLE)
    message(STATUS "Now is Apple systens.")
elseif (UNIX)
    message(STATUS "Now is UNIX-like OS's.")
endif ()

7. 在CMake里打印信息

message([STATUS|WARNING|AUTHOR_WARNING|FATAL_ERROR|SEND_ERROR] "message to display" ...)

(无) = 重要消息
STATUS = 非重要消息
WARNING = CMake 警告, 会继续执行
AUTHOR_WARNING = CMake 警告 (dev), 会继续执行
SEND_ERROR = CMake 错误, 继续执行,但是会跳过生成的步骤
FATAL_ERROR = CMake 错误, 终止所有处理过程

一般用于排错打印日志,或者打印编译过程信息及步骤

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