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使用 CMake 和 VSCodium 设置一个构建系统
提供一个适当的 CMake 配置文件来使其他人可以更容易地构建、使用和贡献你的工程。
这篇文章是关于 C/C++ 开发系列的开发工具的一部分。如果你从一个功能强大的工具链开始构建你的工程，你将从一个更快和更安全的开发环境中受益。除此之外，它会使别人更容易地参与你的工程。在这篇文章中，我将准备一个基于 CMake 和 VSCodium 的 C/C++ 构建系统。像往常一样，相关的示例代码可以在 GitHub 上找到。
我已经测试了在本文中描述的步骤。这是一种适用于所有平台的解决方案。
为什么是 CMake ？
CMake 是一个构建系统生成器，为你的工程创建 Makefile 。乍一看简单的东西可能乍一看相当地复杂。在较高的层次上，你可以定义你的工程 (可执行文件，库) 的各个部分，编译选项 (C/C++ 标准，优化，架构)，依赖关系项 (头文件，库)，和文件级的工程结构。CMake 使用的这些信息可以在文件 CMakeLists.txt 中获取，它使用一种特殊的描述性语言编写。当 CMake 处理这个文件时，它将自动地侦测在你的系统上已安装的编译器，并创建一个用于启动它的 Makefile 文件。
此外，在 CMakeLists.txt 中描述的配置，能够被很多编辑器读取，像 QtCreator, VSCodium/VSCode, 或 Visual Studio 。
示例程序
我们的示例程序是一个简单的命令行工具：它获取一个整数来作为一个参数，输出一个从 1 到所提供输入值的范围内的随机排列的数字。
$ ./Producer 10
3 8 2 7 9 1 5 10 6 4
在我们的可执行文件中的 main() 函数，如果没有提供一个值 (或者一个不能被处理的值) 的话，我们只处理输入的参数，并退出程序。
producer.cpp
int main(int argc, char** argv){
if (argc != 2) {
std::cerr << "Enter the number of elements as argument" << std::endl;
return -1;
}
int range = 0;
try{
range = std::stoi(argv[1]);
}catch (const std::invalid_argument&){
std::cerr << "Error: Cannot parse \"" << argv[1] << "\" ";
return -1;
}
catch (const std::out_of_range&) {
std::cerr << "Error: " << argv[1] << " is out of range";
return -1;
}
if (range <= 0) {
std::cerr << "Error: Zero or negative number provided: " << argv[1];
return -1;
}
std::stringstream data;
std::cout << Generator::generate(data, range).rdbuf();
}
实际的工作是在 Generator 中完成的，它将被编译，并将作为一个静态库来链接到我们的Producer 可执行文件。
Generator.cpp
std::stringstream &Generator::generate(std::stringstream &astream, const int range) {
std::vector<int> data(range);
std::iota(data.begin(), data.end(), 1);
std::random_device rd;
std::mt19937 g(rd());
std::shuffle(data.begin(), data.end(), g);
for (const auto n : data) {
stream << std::to_string(n) << " ";
}
return stream;
}
函数 generate 引用一个 std::stringstream 和一个整数来作为一个参数。 以整数 range 的值 n 为基础, 制作一个在 1 到 n 的范围之中的整数向量，并随后排列。接下来排序的向量值转换成一个字符串，并推送到 stringstream 之中。该函数返回与作为参数传递的 stringstream 引用相同。
CMakeLists.txt 的顶部层次
CMakeLists.txt 的顶部层次是我们工程的入口点。在子目录中有几个 CMakeLists.txt 文件 (例如，与工程所相关联的库或其它可执行文件)。我们先一步一步地读破 CMakeLists.txt 的顶部层次。
第一行告诉我们 CMake 的版本, CMake 需要处理的文件，工程名称，和其版本，以及意欲使用的 C++ 标准。
cmake_minimum_required(VERSION 3.14)
project(CPP_Testing_Sample VERSION 1.0)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED True)
我们告诉 CMake 使用下面的代码行来查看子目录 Generator 。这个子目录包括构建 Generator 库的所有信息，并包含它自身的一个 CMakeLists.txt 。我们很快就会谈到这个问题。
`add_subdirectory(Generator)`
现在，我们将涉及一个绝对特别的功能: CMake 模块 。加载模块可以扩展 CMake 功能。在我们的工程中，我们将加载模块 FetchContent ，这能使我们能够在 CMake 运行时下载外部的资源，在我们的示例中是 GoogleTest 。
include(FetchContent)
FetchContent_Declare(
googletest
URL <https://github.com/google/googletest/archive/bb9216085fbbf193408653ced9e73c61e7766e80.zip>
)
FetchContent_MakeAvailable(googletest)
在接下来的部分中，我们将会做一些我们通常在一个普通的 Makefile 中会做的事: 具体指定哪个库来构建，它们相关的源文件文件，应该链接到的库，和编译器能够在哪些目录中查找头文件。
add_executable(Producer Producer.cpp)
target_link_libraries(Producer PUBLIC Generator)
target_include_directories(Producer PUBLIC "${PROJECT_BINARY_DIR}")
通过下面的语句，我们使 CMake 来在 build 文件夹中创建一个名称为 compile_commands.json 的文件。这个文件为工程的每个文件揭示编译器选项。在 VSCodium 中加载，这个文件告知 IntelliSense 功能在哪里查找头文件 (查看 文档) 。
`set(CMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS ON)`
最后的部分为我们的工程定义一些测试。工程使用先前加载的 GoogleTest 框架。单元测试的整个话题将会划归到另外一篇文章。
enable_testing()
add_executable(unit_test unit_test.cpp)
target_link_libraries(unit_test gtest_main)
include(GoogleTest)
gtest_discover_tests(unit_test)
CMakeLists.txt 的库层次
现在，我们来看看包含同名库的子目录 Generator 中的 CMakeLists.txt 文件。这个 CMakeLists.txt 文件的内容更简短一些，除了单元测试相关的命令外，它仅包含 2 条语句。
add_library(Generator STATIC Generator.cpp Generator.h)
target_include_directories(Generator INTERFACE ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})
我们使用 add_library(...) 来定义一个新的构建目标：静态的 Generator 库。我们使用语句 target_include_directories(...) 来把当前子目录添加到其它构建目标的头文件的搜索路径之中。我们也可以具体指定这个属性的范围为类型 INTERFACE:这意味着该属性仅影响链接到这个库的构建目标，而不是库本身。
开始使用 VSCodium
使用 CMakeLists.txt 文件中的可用信息，, IDEs like像 VSCodium 一样的 IDE 可用相应地配置构建系统。如果你还没有体验过 VSCodium 或 VS Code ，这个示例工程会是一个很好的起点。首先，转到它们的 网站 ，然后针对你的系统下载最新的安装软件包。打开 VSCodium 并导航到 Extensions 标签页。
为了正确地构建，调试和测试工程，搜索下面的扩展并安装它们。
(Stephan Avenwedde, CC BY-SA 4.0)
如果尚未完成，通过单击起始页的 Clone Git Repository 来复刻存储库。
(Stephan Avenwedde, CC BY-SA 4.0)
或者手动输入：
`git clone https://github.com/hANSIc99/cpp_testing_sample.git`
之后，通过输入 tag devops_1 来签出每一个：
`git checkout tags/devops_1`
或者，通过单击 main 分支按钮 (红色框) ，并从下拉菜单 (黄色框) 中选择标签。
(Stephan Avenwedde, CC BY-SA 4.0)
在你打开 VSCodium 内部中的存储库的根文件夹后，CMake Tools 扩展会侦测 CMakeLists.txt 文件并立即扫描适合你的系统的编译器。你现在可以单击屏幕的底部的 Build 按钮 (红色框) 来开始构建过程。你也可以通过单击底部区域的按钮 (黄色框) 标记来更改编译器，它显示当前活动的编译器。
(Stephan Avenwedde, CC BY-SA 4.0)
为开始调试 Producer 可执行文件，单击调试器符号 (黄色框) 并从下拉菜单中选择 Debug Producer (绿色框)。
(Stephan Avenwedde, CC BY-SA 4.0)
如上所述，Producer 可执行文件要求元素的数字作为一个命令行的参数。命令行参数可以在 .vscode/launch.json. 中具体指定。
(Stephan Avenwedde, CC BY-SA 4.0)
明白了吗，你现在能够构建和调试工程了。
结束语
归功于 CMake ，不管你正在运行哪种操作系统，上述步骤应该都能工作。特别是使用与 CMake 相关的扩展，VSCodium 变成看一个强大的 IDE 。我没有提及 VSCodium 的 Git 集成，是因为你已经能够在网络上查找很多的资源。我希望你可以看到：提供一个适当的 CMake 配置文件可以使其他人更容易地构建，使用和贡献于你的工程。在未来的一篇文字中，我将看看单元测试和 CMake 的测试实用程序 ctest 。
via: https://opensource.com/article/22/1/devops-cmake
作者：Stephan Avenwedde 选题：lujun9972 译者：robsean 校对：校对者ID