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c++ - 分别创建目标文件然后在 Makefile 中将它们链接在一起的目的是什么?

coder 2024-01-30 原文

使用gcc编译器时,会一步链接编译。但是,将源文件转换为目标文件然后在最后链接它们似乎是惯用的做法。对我来说,这似乎没有必要。这不仅会用一堆目标文件弄乱您的目录,而且当您可以简单地将所有源文件附加到编译器时,它会使 Makefile 复杂化。例如,我认为这很简单:

.PHONY: all

SOURCES = $(wildcard *.cpp)

all: default
default:
    g++ $(SOURCES) -o test

整齐地变成:
g++ main.cpp test.cpp -o test

然而,使用模式规则的更复杂的 Makefile 会使每个文件的输出变得困惑。例如:
.PHONY: all

SOURCES = $(wildcard *.cpp)
OBJECTS = $(SOURCES:.cpp=.o)

%.o: %.cpp
    g++ -c -o $@ $<

all: default
default: $(OBJECTS)
    g++ -o test $^

clean:
    rm -rf *.o

g++ -c -o main.o main.cpp
g++ -c -o test.o test.cpp
g++ -o test main.o test.o

对我来说,这似乎是不必要的复杂且容易出错。那么这种做法的原因是什么?

最佳答案

为什么要写一个Makefile而不是写一个简单的shell脚本?在您认为简单的示例中,您没有使用 make 的任何功能,您甚至可以编写一个理解关键字 build 的简单 shell 脚本。和 clean ,就是这样!

您实际上是在质疑编写 Makefile 而不是 shell 脚本的意义,我将在我的回答中解决这个问题。

另请注意,在我们编译和链接三个中等大小的文件的简单情况下,任何方法都可能令人满意。因此,我将考虑一般情况,但使用 Makefile 的许多好处只对大型项目很重要。一旦我们学会了可以让我们掌握复杂案例的最佳工具,我们也想在简单的案例中使用它。

shell 脚本的程序范式对于类似编译的作业是错误的

编写 Makefile 类似于编写 shell 脚本,只是视角略有变化。在 shell 脚本中,我们描述了一个问题的过程解决方案:我们可以开始使用未定义的函数以非常抽象的术语描述整个过程,然后我们改进这种描述,直到我们达到最基本的描述级别,其中一个过程只是一个普通的 shell 命令。在 Makefile 中,我们不引入任何抽象,而是专注于我们想要生成的文件以及我们如何生成它们。这很有效,因为在 UNIX 中,一切都是一个文件,因此每个处理都是由一个程序完成的,该程序从输入文件中读取其输入数据,进行一些计算并将结果写入一些输出文件。

如果我们想要计算一些复杂的东西,我们必须使用大量的输入文件,这些文件被程序处理,这些程序的输出用作其他程序的输入,依此类推,直到我们生成包含我们结果的最终文件。如果我们将准备最终文件的计划翻译成 shell 脚本中的一堆过程,那么处理的当前状态是隐式的:计划执行器知道“它在哪里”,因为它正在执行给定的过程,这隐含地保证这样那样的计算已经完成,也就是说,这样那样的中间文件已经准备好了。现在,哪些数据描述了“计划执行者在哪里”?

无害观察描述“计划执行器在哪里”的数据正是已经准备好的中间文件集,这正是我们在编写Makefile时明确的数据。

这种无害的观察实际上是 shell 脚本和 Makefile 之间的概念差异,这解释了 Makefile 在编译作业和类似作业中相对于 shell 脚本的所有优势。当然,要充分发挥这些优势,我们必须编写正确的Makefile,这对初学者来说可能有点困难。

Make 可以轻松地在原处继续中断的任务

当我们用 Makefile 描述一个编译作业时,我们可以很容易地中断它并在以后恢复它。这是无害观察的结果。只有在 shell 脚本中付出相当大的努力才能实现类似的效果。

Make 可以轻松处理一个项目的多个构建

您观察到 Makefile 会将源代码树与目标文件混在一起。但是实际上可以对 Makefile 进行参数化以将这些目标文件存储在专用目录中,而高级 Makefile 允许我们同时拥有多个目录,其中包含具有不同选项的项目的多个构建。 (例如,启用不同的功能,或调试版本等。)这也是无害观察的结果,即 Makefiles 实际上是围绕一组中间文件表达的。

Make 使并行构建变得容易

我们可以轻松地并行构建程序,因为这是 make 的许多版本的标准功能。 .这也是无害观察的结果:因为“计划执行者所在的位置”是 Makefile 中的显式数据,所以 make 是可能的。来推理它。在 shell 脚本中实现类似的效果需要付出很大的努力。

Makefile 很容易扩展

由于用于编写 Makefile 的特殊视角——也就是说,作为无害观察的另一个结果——我们可以很容易地扩展它们。例如,如果我们决定所有数据库 I/O 样板代码都应该由自动工具编写,我们只需在 Makefile 中写入自动工具应将哪些文件用作编写样板代码的输入。不多不少,不多不少。我们可以在我们喜欢的地方添加这个描述,make无论如何都会得到它。在 shell 脚本构建中进行这样的扩展会比必要的更难。

这种可扩展性是对 Makefile 代码重用的极大激励。

关于c++ - 分别创建目标文件然后在 Makefile 中将它们链接在一起的目的是什么?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/26026331/

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