CMake 全流程开发实战：从零开始掌握C++项目构建、测试到一键分发的完整解决方案-EW帮帮网

本篇摘要

CMake是跨平台构建系统的核心工具。本文详解其安装、基础命令使用，涵盖项目构建、测试执行、安装部署及打包分发全流程。通过实战演示，助你快速掌握现代C++项目工程化管理的关键技能。

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本篇主题： CMake从0到完成编写并打包简单介绍

制作日期： 2025.09.12

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一.CMake简介

什么是 CMake？

CMake(中大型项目常用）是一个开源的、跨平台的构建系统生成器。它本身并不直接编译代码，而是根据一套统一的规则（CMakeLists.txt 文件）来生成不同平台和编译器所需的本地构建文件（如 Unix/Linux 上的 Makefile 或 Windows 上的 Visual Studio 项目文件），从而实现对项目的构建和管理。

为什么需要 CMake？

解决跨平台构建难题

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传统方式： 同一份源代码，在 Linux 平台需要手动编写复杂的 Makefile，而在 Windows 平台则需要手动配置 Visual Studio 的工程属性。这个过程繁琐、易错且难以维护。
CMake 方式： 开发者只需编写一次 CMakeLists.txt 配置文件，CMake 就能自动为不同平台生成对应的本地构建文件（如为 Linux 生成 Makefile，为 Windows 生成 .sln 解决方案）。真正实现了 “一次编写，到处构建” 。

构建方式	Linux 平台	Windows 平台
传统方式	手写 Makefile	手动配置 VS 工程属性
CMake方式	`cmake ..` —> Makefile	`cmake ..` —> .sln 解决方案

强大的工程管理能力

语法简单易上手： 相比直接写 Makefile，CMake 的语法更清晰、直观，学习成本更低，表达能力强。
功能强大： 支持复杂的大型项目构建，可以轻松管理库的依赖、安装、测试和打包。
IDE 支持度高： 它已是 C/C++ 事实上的构建标准。CLion、Visual Studio、Qt Creator 等主流 IDE 都对其提供了原生支持，极大提升了开发体验。
提升竞争力： 掌握 CMake 是现代 C/C++ 工程师的必备技能，能让你的项目结构更优雅，团队协作更高效，“也能提升你的个人竞争力”。

`CMake优势：`

优势	传统方式	CMake方式	改进效果
解决跨平台构建难题	人工编辑Makefile等配置文件	CMake自动生成构建配置文件	一处配置，到处构建
语法简单易上手	Makefile等语法复杂	语法简单，表达能力强大	大幅减少学习成本，提升研发效率
解决包管理难题	手动查找包	自动查找包	包管理规范化
IDE对CMake支持度高	每个IDE都有自己的构建方式	各个IDE都支持使用CMake来构建程序	一处配置，多IDE支持

官方资源：

CMake 官方源代码下载地址
CMake 官方最新英文文档地址

总而言之，CMake 通过将构建规则与具体平台解耦，统一并简化了 C/C++ 项目的构建过程。它就像一位出色的翻译官和项目经理，你告诉它项目的构建需求（用 CMakeLists.txt 书写），它就能将这些需求翻译成各种平台和 IDE 能听懂并执行的指令，最终高效地帮你完成整个项目的编译和管理工作。

二.CMake安装及使用（ubuntu/vscode）

ubuntu:

sudo apt install cmake

root@iv-ye1i2elts0wh2yp1ahah:~# sudo apt install cmake
Reading package lists... Done
Building dependency tree... Done
Reading state information... Done
cmake is already the newest version (3.22.1-1ubuntu1.22.04.2).
0 upgraded, 0 newly installed, 0 to remove and 57 not upgraded.
root@iv-ye1i2elts0wh2yp1ahah:~# cmake --version
cmake version 3.22.1

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默认安装在这个路径的目录里，这样就安装完成了。

对于vscode只需要安装这四个插件即可：

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基于CMake 生成第一个cpp程序之hello-world

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首先只需要搞个cpp文件外加一个CMakeLists.txt文件：

#include <iostream>
int main()
{
    std::cout << "hello world!" << std::endl;
    return 0;
}

下面进行编写CMakeLists.txt文件；这里名字不能错；后面再讲解具体语法：

cmake_minimum_required(VERSION 3.18)#要求最小版本，后面解释下

project(hello-world)#项目名称-cmake生成的那些文件会记录

add_executable(main main.cpp)# 最终程序及源文件

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下面看到此前目录就生成了对应一些文件：

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下面简单看下对应的makefile 文件：

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可以看到有关于编译写的cp程序的makefile语句。

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也是成功完成运行。

回答之前的两个问题：

为什么要设最低版本？

为了防止你用旧版本的CMake软件去编译一个用了新功能的新项目，导致各种报错。cmake_minimum_required 命令就是用来提前检查版本，不够就直接告诉你，避免后续出现一堆看不懂的错误。
CMake里的“目标”是啥？

就是你想让CMake帮你生成的东西，比如一个可执行程序（exe）或者一个库文件（lib/dll）。它是CMake里最核心的概念，所有操作基本都是围绕“目标”来进行的。

cmake生成构建系统

输入cmake；看下对应用法：

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简单说就是CMake的三种用法：

cmake <源码路径>

在当前目录生成编译文件，源码在别处（常用 cmake ..）。
一般默认搞一个build目录；然后CMakeLists.txt等目录在上级目录；把对应的工程目录生成在build里。

演示下：

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这里它说已经生成完了；其实是之前在上级目录搞过一次cmake；对应的cmakecache文件有记录；它的目标路径就是build的上级目录；因此需要删除cache在生成。

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重新生成一个已有目录的编译文件（常用 cmake .）。

演示下：

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cmake -S <源码> -B <构建目录> （推荐！）

一条命令直接指定源码和输出目录，自动创建，最方便（如 cmake -S . -B build）。

演示下：

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这里就是手动指明对应CMakeLists.txt文件所在位置以及目标路径而已。

推荐使用第三种 -S -B的方式，这是目前最清晰、最方便且能保持项目目录干净的方法。

使用cmake --build 完成编译链接原理

⽣成构建⽂件以后，就可以使⽤cmake（cmake --build）来编译链接，也可以使⽤第三⽅构建系统进⾏。因为⽣成的makefile就在构建树的根⽬录下，所以可以直接在此⽬录运⾏make。

比如用cmake进行：

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因为有makefile故makefile也是可以的：

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下面解释下为啥cmake --build可以做到：

可以看到对应的CMakeCache.txt文件存在：

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可以发现这个--build最后也是调用的make（搞了个软链接）。

ctest 命令

测试工具

ctest 是 CMake 自带的测试工具，用于运行和管理项目中定义的测试用例。
依赖配置

需在 CMakeLists.txt 中通过 enable_testing() （或者include(CTest)）和 add_test() 显式定义测试，否则会报 No tests found。
基本命令
- ctest：运行所有测试。
- ctest -N：列出所有测试（不执行）。
- ctest -R <正则表达式>：运行匹配名称的测试。
- ctest -V：输出详细日志（包括测试的打印内容）。
测试结果

输出统计通过/失败的测试数量，并返回非零值（若存在失败测试）。
常用选项
- --output-on-failure：失败时打印测试输出。
- -j <N>：并行运行 N 个测试。
- --rerun-failed：仅重新运行失败的测试。
与 Make 的关系

make test 底层调用 ctest，但直接使用 ctest 功能更灵活（如过滤测试、并行执行等）。
适用场景

适用于 C/C++ 项目（或其他 CMake 支持的语言），需结合 CMake 构建系统使用。

一句话：ctest 是 CMake 项目的测试入口，通过配置驱动，支持灵活运行和筛选测试用例。

下面测试下：

修改对应的CMakeLists.txt来添加测试:

cmake_minimum_required(VERSION 3.18)#要求最小版本，后面解释下

project(hello-world)#项目名称-cmake生成的那些文件会记录

add_executable(main main.cpp)# 最终程序及源文件




# # 4 生成测试二进制可执行程序
add_executable(testAdd test.cpp)


# 4 开启测试功能 & 集成测试逻辑
include(CTest)
 add_test(
 NAME Case_Add
 COMMAND testAdd
)

搞一个错误的测试：

#include <iostream>
#include<cassert>
int main()
{
    assert(1+2==0);
}

然后进行cmake后；进行makefile test或者ctest：

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也可以直接运行；最简单粗暴：

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然后有个报错日志点击进去；可以看到对应信息：

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下面看下为什么ctest和make test 等效：

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cmake后生成的一个ctest的文件；默认就启动了对应测试程序。

至于make test；其实是间接调用了ctest的功能（从makefile中可看出）：

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install命令

CMake install 命令就是告诉系统：
“当我执行 make install 时，请把我的文件放到这些位置。”

最常用的三条命令：

安装可执行程序
```
install(TARGETS 程序名 DESTINATION bin)
```
程序会被安装到 /usr/local/bin/
安装库文件
```
install(TARGETS 库名 DESTINATION lib)
```
库文件会被安装到 /usr/local/lib/
安装头文件
```
install(FILES 头文件.h DESTINATION include)
```
头文件会被安装到 /usr/local/include/

怎么用？

在 CMakeLists.txt 里写上这些命令
编译项目：cmake . && make
执行安装：sudo make install/ cmake --install .

一句话：
install 就是定义“软件安装时要拷贝哪些文件到系统目录”的规则。

演示下：

以之前写的helloworld程序为例：

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在之前camke的txt文件添加上这些。

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这两个命令都是可以的。

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可以运行。

cmake --install .原理：

找到对应cmake后生成的文件：

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这里.就是表示exe的路径；然后CMAKE_INSTALL_PREFIX；是对应的编写的txt中GNUInstallDirs通用规定的一个路径（如linux下的/usr/local`）;最后就被转成了对应目录里。

为啥对应的make install也可以：
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这是一个脚本文件（cmake_install.cmake）；里面写的正是对应的上面install原理执行的操作的指令；所以说也是调用了 cmake --install .。

cpake命令

CPack 简单介绍

cpack 是 CMake 自带的打包工具，用来把编译好的程序打包成安装包（如 .deb、.rpm、.zip、.msi 等）。

最简用法（3步）

在 CMakeLists.txt 末尾加一行：
```
include(CPack)
```
编译项目：
```
cmake -B build && cmake --build build
```
打包：
```
cd build && cpack
```
生成默认格式的安装包（如 .zip 或 .tar.gz）。

常用打包格式

命令	输出格式	适用系统
`cpack -G ZIP`	`.zip`	所有平台
`cpack -G TGZ`	`.tar.gz`	Linux/macOS
`cpack -G DEB`	`.deb`	Debian/Ubuntu
`cpack -G RPM`	`.rpm`	RedHat/CentOS
`cpack -G NSIS`	`.exe`	Windows

示例：打包一个 Debian 包

cpack -G DEB -D CPACK_DEBIAN_PACKAGE_NAME="myapp" \
           -D CPACK_DEBIAN_PACKAGE_VERSION="1.0"

生成 myapp-1.0.deb，可直接用 dpkg -i 安装。

总结

cpack 依赖 CMake 的 install 规则（先定义 install，再打包）。
默认打包 install 安装的所有文件。
一条命令生成多种系统安装包，无需手动压缩。

CPack 打包过程：

首先搞一个安装那些包的临时目录；然后执行cmake_install.cmake这个文件（对应install也执行它但是目的目录是usr/local/bin；但是cpack的目的目录是创建的包临时目录（_CPack_Packages））；读取之前install把安装的程序路径写到的install_manifest.txt 这个文件里的内容；然后进行打包按照指定格式进行压缩到对应临时目的目录。

下面执行一下：

只需要在之前的编写的cmake的txt加上：

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