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对应的教程文章：CMake 保姆级教程（上）、CMake 保姆级教程（下）

1 预知识

1.1 不同操作系统对C语言的编译

B站视频链接：Cmake是什么，不是什么？- 指剑问道 - Bilibili

1.1.1 Windows操作系统

在Windows系统中，有一个最常用的集成开发环境IDE：Visual Studio，一般而言，不是特别复杂的工程都可以在这个Visual Studio中一次性完成。

如果我们不用Visual Studio呢？那怎么开发c语言工程呢。

第一步：使用文本编辑器编写 C 语言源代码文件

要做什么：新建文件，编写符合 C 语言语法的代码，保存为以 .c 为后缀名的源代码文件（例如 main.c、calc.c）。
推荐工具：
- 基础款：记事本（Windows 自带）、Notepad++（轻量、支持语法高亮，比记事本更友好）；
- 进阶款：VS Code（免费、有功能强大的插件）、Sublime Text。

第二步：安装并配置 C 语言编译器（核心环节）

要做什么：安装一款 C 语言编译器，配置系统环境变量（可选但强烈推荐），确保能在命令行中直接调用编译器命令。
为什么要这么做：
1. 编译器是连接 C 语言源代码和机器码的核心桥梁，它的作用是将人类可读的 .c 源文件（高级语言）编译（compile） 转换为计算机可识别的二进制目标文件（通常以 .o 或 .obj 为后缀名）；
2. 没有编译器，.c 源文件只是一堆纯文本，无法被计算机执行，这是编译型语言开发的必要环节；
3. 配置环境变量的目的是：无需在命令行中输入编译器的完整路径（如 D:\MinGW-w64\mingw64\bin\gcc.exe），只需直接输入 gcc 即可调用编译器，简化后续操作。
推荐工具：
- MinGW-w64（Windows 环境首选，免费开源、轻量，兼容 GCC 编译器，支持 32/64 位系统）；
- TDM-GCC：另一个 MinGW 的打包版本，安装简单。
- MSYS2 + GCC：更现代、更新及时的环境。
- MSVC（微软编译器，Visual Studio 自带，若不想装完整 VS，可安装「Visual Studio Build Tools」单独获取，但是不推荐此时用 MSVC，因为它通常绑定在 Visual Studio 中，命令行使用较复杂）。

❓问题1：MinGW-w64、MSVC等都是C 语言编译器吗？

✅不完全是，二者不能简单等同于 “C 语言编译器”，性质有明确区别。

MSVC：包含 C/C++ 编译器，是一套完整的编译工具链（狭义上可称其编译器）

严格来说，MSVC（Microsoft C/C++ Compiler，微软 C/C++ 编译器）的核心编译器组件是 cl.exe（对应 C 语言编译，也支持 C++），我们日常说的 “MSVC”，其实是一套完整的 Windows 平台 C/C++ 编译工具链（包含编译器、链接器、库文件、头文件、编译辅助工具等）。

它可以直接编译 C 语言源代码，是 C 语言编译器的一种，但 “MSVC” 这个称呼的范畴大于 “单一 C 编译器”，只是在日常开发中，我们常简化将其称为 “MSVC 编译器”。

MinGW-w64：不是编译器，是一套Windows 平台下的开源工具集 / 编译环境

MinGW-w64 的核心是把 Linux 平台下的 GCC 编译工具链移植到 Windows 系统中，让开发者能在 Windows 上直接使用 GCC 相关工具，它本身不具备编译器的核心功能，只是一个 “载体” 或 “环境包”。

这套工具集中包含了 C 语言编译器（gcc.exe）、C++ 编译器（g++.exe）、链接器（ld.exe）、调试器（gdb.exe）、C/C++ 标准库、以及适配 Windows 系统的相关依赖文件，方便开发者在 Windows 上进行跨平台 C/C++ 开发。

❓问题 2：GCC、G++ 又是什么？

✅GCC 和 G++ 都属于GNU 工具链中的核心编译工具。

gcc全称：GNU Compiler Collection（GNU 编译器集合），注意 “Collection” 是 “集合” 的意思，早期 GCC 仅指 GNU C Compiler（GNU C 语言编译器），后来功能扩展，支持 C、C++、Java、Go 等多种语言，因此更名为 “编译器集合”。

g++可以简单理解为gcc在c++语言上的拓展，它支持 C++ 语言的所有语法特性，默认链接 C++ 标准库（同时兼容 C 语言标准库），针对 .cpp 后缀文件进行处理；另外，g++ 也可以兼容编译 C 语言代码（会将 .c 文件当作 C++ 代码处理，语法要求更严格），但反之 gcc 无法直接编译 C++ 代码（缺少 C++ 标准库链接和语法支持）。

❓问题 3：MinGW-w64、MSVC 等和 GCC、G++ 有什么联系和区别？

✅核心目标一致：无论是 MinGW-w64、MSVC，还是 GCC、G++，最终目的都是将 C/C++ 高级语言源代码转换为对应平台可执行的二进制文件，支撑 C/C++ 项目的编译构建，是编译型语言开发的核心工具。

MinGW-w64 与 GCC、G++ 是 “载体与核心” 的关系：GCC、G++ 的原生运行平台是 Linux/Unix，而 MinGW-w64 的核心价值就是将 GCC、G++ 等 GNU 工具链移植并打包，使其能在 Windows 系统上正常运行—— 也就是说，你在 Windows 上通过 MinGW-w64 调用的 gcc.exe 和 g++.exe，本质上就是移植后的 GNU C/C++ 编译器，MinGW-w64 为其提供了 Windows 平台的运行环境、系统适配库、辅助工具等支撑。

【注意，并不是说gcc、g++不能在Windows上运行，而是“可以直接运行”但并不能“能生成可用的 Windows 程序”，它还是按 Linux 的方式生成 ELF 文件、链接 glibc，那这个程序Windows 根本无法执行！ “MinGW-w64 不单单只是个打包的作用”，它是 GCC 的 Windows 后端实现，重写了运行时和链接逻辑】

MSVC 是微软专属的 Windows C/C++ 完整工具链，暂时可以理解为微软家不用gcc，自己自研了另一套编译工具。

第三步：手动编译源代码（预处理 → 编译 → 汇编 → 链接）

要做什么：打开命令行工具（CMD 或 PowerShell），切换到 .c 源文件所在目录，执行编译器命令，完成编译操作。
具体操作：
1. 预处理（Preprocessing）
  1
  gcc -E main.c -o main.i
  - 生成 main.i：展开所有 #include、#define、处理条件编译等。
  - 🔍 为什么：C 语言的宏、头文件等是“文本替换”机制，必须在真正编译前处理完毕。
2. 编译（Compilation to Assembly）
  1
  gcc -S main.i -o main.s
  - 生成 main.s：将 C 代码转为汇编语言（与 CPU 架构相关）。
  - 🔍 为什么：编译器前端将高级语言逻辑转化为低级但人类仍可读的汇编指令。
3. 汇编（Assembly to Object Code）
  1
  gcc -c main.s -o main.o
  - 生成 main.o（或 .obj）：将汇编代码转为二进制目标文件（机器码，但尚未可执行）。
  - 🔍 为什么：汇编器把助记符（如 mov, call）翻译成 CPU 能直接执行的二进制操作码。
4. 链接（Linking）
  1
  gcc main.o -o main.exe
  - 生成 main.exe：将目标文件与标准库（如 printf 所在的 libc）合并，生成完整可执行文件。
  - 🔍 为什么：你的程序调用了库函数（如 printf），这些函数的实现不在你的 .c 文件中，链接器负责“拼接”所有模块，并解析函数地址。

1.1.2 Linux操作系统

在Linux操作系统下，集成开发环境不常见，也没有太多使用的。因为在Liunx环境下，大多数是基于命令行界面进行开发，那它里面就把源代码编辑、工程管理等拆分为了很多步骤。简单说就是把Windows中Visual Studio一次性完成的功能分开步骤来做了。

首先，Liunx下著名的代码编辑器——Vi、Vim

其次，Liunx下预处理、编译、汇编、链接——gcc/g++

当程序很简单，只有几个儿源文件时，直接就可以用gcc命令编译它。可是，如果我们的程序包含几十上百个源文件时该咋整？用gcc命令逐个去编译时，就发现很容易混乱而且工作量大，所以出现了make工具。

1.2 Make工具

1.2.1 Make简介

make工具可以看成是一个智能的批处理工具。它本身并没有编译和链接的功能，而是用类似于批处理的方式一通过调用makefile文件中用户指定的命令来进行编译和链接的。

1.2.2 makefile文件

简单的说就像一首歌的乐谱，make工具就像指挥家，指挥家根据乐谱指挥整个乐团怎么样演奏，make工具就根据makefile中的命令进行编译、汇编和链接的。

所以，makefile文件中肯定就包含了调用gcc(也可以是别的编译器)去编译某个源文件的命令。

makefile在一些简单的工程完全可以人工拿下。但同样的问题，当工程非常大的时候，手写makefile也是非常麻烦的，如果换了个平台makefile又要重新修改，这时候就出现了下面的CMake工具。

1.2.3 CMake工具

CMake可以更加简单的生成makefile文件给上面那个make用。当然CMake还有其他更牛X功能——就是可以跨平台生成对应平台能用的makefile，我们就不用再自己去修改了。

在Windows操作系统中，若安装了Visual Studio，就可以使用CMake生成Visual Studio的工程文件；

在Liunx操作系统中，CMake用于生成Make的输入文件——makefile；

可是CMake根据什么生成makefile文件呢?

它又要根据一个叫CMakeLists.txt文件(学名组态档)去生成makefile。

从上面捋下来，看起来整个过程就像是套娃——只要哪个过程人工处理变复杂了，就开发一个工具简化人的工作。到这里暂时中介套娃了，程序员就必须自己手写CMakeLists.txt文件了

2 快速上手教程

B站视频链接：一起来学CMake - 编程Cat加加 - Bilibili

2.1 初步体验

十分注意，下面的演示错了，就因为一个中文路径，导致我浪费了一上午查找原因。所以，要使用CMake，必须把工程建在全英文目录下面。

本节通过一个小项目，先来看一下Cmake最简单的用法。

首先，创建一个项目文件夹：hellowaorld，并用VSCode打开这个文件夹

然后，创建几个文件：

// helloworld.c文件
#include <stdio.h>
#include "myhead.h"

int main()
{
    show_hello();
    show_world();
    printf("OK\r\n");
    return 0;
}

// myhead.h文件
#ifndef __MYHEAD_H__
#define __MYHEAD_H__

void show_hello();
void show_world();

#endif

// hello.c文件
#include <stdio.h>
void show_hello()
{
    printf("hello ");
}

// world.c文件
#include <stdio.h>
void show_world()
{
    printf("world\r\n");
}

上述文件的目录结构如下：

- helloworld
          ├── helloworld.c
          ├── myhead.h
          ├── hello.c
          ├── world.c

接下来，再在hellowaorld文件夹下创建一个文件CMakeLists.txt，这是CMake的项目配置文件，文件名称必须是这个，不能随意。此外，虽然这个文件的后缀是.txt，但它不是简单的文本文档，在CMake中是一个脚本文件，CMake会解析其中的指令，并根据指令生成相应的构建文件。

# 指定CMake的最小版本号，通过cmake --version命令查到下载的CMake版本号为4.2.1
cmake_minimum_required(VERSION 4.2)

# project：定义工程名称(这个名称随意，但是定下来了就不能改变了)，并可指定工程的版本、支持的语言（默认情况支持所有语言）、工程描述、web主页地址，如果不需要这些都是可以忽略的，只需要指定出工程名字即可。
project(HELLOWORLD VERSION 1.0)

# add_executable：告诉CMake，要生成的可执行文件是什么，需要用到哪些源文件来编译和生成这个可执行文件，这里的可执行程序名和project中的项目名没有任何关系，源文件可以是多个，如有多个可用空格或;间隔
add_executable(helloworld helloworld.c hello.c world.c)

上面这三条指令就是一个最简单的CMakeLists.txt，下面就可以执行 cmake命令生成项目了：

# 注意，下面这里只是演示，实际一定要把项目建立在全英文目录下面
cmake E:\M. 尚硅谷_嵌入式资料\Cmake_Example\helloworld
# 注意，也可以使用cd命令进入CMakeLists.txt所在的文件夹中，这样就可以用 . 代替CMakeLists.txt的地址
cmake .

可以看到，一下子生成了很多文件（这里我已经把工程移动到D盘下面了，保证全英文目录）：

我的电脑上安装了Visual Studio，因此默认生成了Visual Studio的工程文件。

但是，可以看到生成的工程文件和源码混合到了一起，非常不便于代码的管理，所以我们要单独创建一个目录，将生成的构建文件保存到这个目录中，一般会将这个目录定义为build。然后进入到这个目录下面，执行cmake ..注意是两个点，这样所有的工程文件就在build目录下面了，源文件不受影响。

这样，我们就可以使用Visual Studio打开HELLOWORLD.sln了（注意：ALL_BUILD、ZERO_CHECK在打开项目后要关闭）。

上面使用的CMake默认的配置，我们可以使用下面的命令：

cmake -G

列出所有的生成器Generators，其中带*号的是默认生成器

Generators
  Visual Studio 18 2026        = Generates Visual Studio 2026 project files.
                                 Use -A option to specify architecture.
  Visual Studio 17 2022        = Generates Visual Studio 2022 project files.
                                 Use -A option to specify architecture.
  Visual Studio 16 2019        = Generates Visual Studio 2019 project files.
                                 Use -A option to specify architecture.
  Visual Studio 15 2017        = Generates Visual Studio 2017 project files.
                                 Use -A option to specify architecture.
* Visual Studio 14 2015        = Deprecated.  Generates Visual Studio 2015
                                 project files.  Use -A option to specify
                                 architecture.
  Borland Makefiles            = Generates Borland makefiles.
  NMake Makefiles              = Generates NMake makefiles.
  NMake Makefiles JOM          = Generates JOM makefiles.
  MSYS Makefiles               = Generates MSYS makefiles.
  MinGW Makefiles              = Generates a make file for use with
                                 mingw32-make.
  Green Hills MULTI            = Generates Green Hills MULTI files
                                 (experimental, work-in-progress).
  Unix Makefiles               = Generates standard UNIX makefiles.
  Ninja                        = Generates build.ninja files.
  Ninja Multi-Config           = Generates build-<Config>.ninja files.
  FASTBuild                    = Generates fbuild.bff files.
  Watcom WMake                 = Generates Watcom WMake makefiles.