初识Linux · 有关makefile

前言：

我们之前已经介绍了gcc和g++的基本使用方法，并涉及了许多子指令，但手动输入这些指令有时会显得繁琐。此时，自动化工具makefile就显得尤为重要。

可以把makefile理解为编程语言中的宏，它可以简化命令的输入，从而大大减少工程的工作量。因此，makefile的使用不仅可以提高工程的完整性，还能提升效率。

简单来说，makefile是一个自动化命令工具。使用时，首先需要创建一个名为makefile或Makefile的文件，并在其中编写一些指令和操作，以实现自动化。

1. makefile的简单使用

我们先来看看如何简单使用makefile：

第一步是创建一个makefile文件并添加一些指令，稍后会详细介绍。

第二步，我们来看一个示例代码：

然后，我们只需执行make命令，就可以生成一个名为test的可执行文件，并且运行它也是没有问题的：

此外，clean指令也可以按预期执行。

2. makefile介绍

我们从makefile文件的第一个要点开始：

第一行的test:test.c，其中test:test.c表示依赖关系，test是目标文件，test.c是被test依赖的文件。

冒号后面的部分称为依赖文件列表，依赖文件可以用空格分隔，也可以为空。依赖方法必须使用Tab键进行缩进，不能使用四个空格，否则会报错。

这里的依赖关系可以类比为父子关系，儿子依赖父亲给钱，依赖方法则是养育。

如果我们重复使用该命令会怎样呢？

第一次执行成功，但之后会显示“test is up to date”，表明test文件已经是最新状态。

这时，我们可以回顾之前提到的文件的ACM时间。

首先查看test.c的ACM时间：

不允许多次执行编译命令的原因是makefile工具会比较源文件和可执行文件的ACM时间。如果可执行文件和源文件的ACM时间有差异，make会检测到源文件已更新，从而重新编译。这样做是为了提高效率，避免反复编译已编译好的文件。

不同自动化工具对时间的判断标准可能不同。例如，VS有时会因为时间判断问题出现bug，重建解决方案后重新运行即可。此时，清空解决方案是为了更新可执行文件的ACM时间，重新比较后发现源代码较新，从而成功编译。

之前介绍的touch命令可以创建文件，看似在这里无用，但它可以更改ACM时间：

因此，想要重复编译，可以通过touch命令更改ACM时间后再编译。

这里引出一个关键词，.PHONY：

我们会发现clean总是可以执行，这就是.PHONY的作用。被.PHONY修饰的指令可以重复执行，因此我们可以重复执行clean。同样，我们可以用.PHONY修饰test：

这样就可以重复编译了。clean也可以重复执行，因为clean是特殊方法，后面不需要跟任何东西：

现在我们来探讨一下原理部分，为什么直接make会执行第一个指令？

这是因为makefile的执行顺序是从上到下进行的，所以直接make会默认执行第一个指令。如果我们改变指令的位置：

此时make会执行第一个语句。

学习到这里，你可能会觉得每次执行指令都要显示出来，缺乏神秘感。能否不显示呢？

当然可以，此时用到的符号是@，@可以使指令不显示：

此时执行make后，rm -rf也不会显示：

同理：

所以@只能应用于单个指令，不是多行的。对于echo@，可以这样做：

这里还有一个有趣的点是，makefile中的注释使用#，并且允许变量的存在，虽然称为变量，但实际上是宏：

执行时实际上是进行替换。

但这样使用会导致上述错误。

需要搭配$使用：

此时就不会有问题了。

这里涉及了替换，我们再看看@和^：

不难看出，@和^分别代表目标文件和依赖文件。

现在又提到了依赖关系，我们来看一段代码：

我们可以发现依赖关系是连着的，因此可以直接创建编译的三个阶段的文件。

既然依赖关系是连着的，尝试打乱顺序会怎样呢？

可以发现，仍然可以创建文件。难道打乱顺序也没有问题吗？

当然不是：

此时只能创建预处理期间的文件，而无法创建可执行文件。凡事都需要一个带头的，因此可执行文件必须放在最前面。

感谢阅读！

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