NOTE:此示例代码可以在 https://github.com/dev-cafe/cmake-cookbook/tree/v1.0/chapter-01/recipe-09 中找到,包含一个C++和Fortran示例。该示例在CMake 3.5版(或更高版本)中是有效的,并且已经在GNU/Linux、macOS和Windows上进行过测试。

编程语言有不同的标准,即提供改进的语言版本。启用新标准是通过设置适当的编译器标志来实现的。前面的示例中,我们已经展示了如何为每个目标或全局进行配置。3.1版本中,CMake引入了一个独立于平台和编译器的机制,用于为C++C设置语言标准:为目标设置<LANG>_STANDARD属性。

准备工作

对于下面的示例,需要一个符合C++14标准或更高版本的C++编译器。此示例代码定义了动物的多态,我们使用std::unique_ptr作为结构中的基类:

  1. std::unique_ptr<Animal> cat = Cat("Simon");
  2. std::unique_ptr<Animal> dog = Dog("Marlowe);

没有为各种子类型显式地使用构造函数,而是使用工厂方法的实现。工厂方法使用C++11的可变参数模板实现。它包含继承层次结构中每个对象的创建函数映射:

  1. typedef std::function<std::unique_ptr<Animal>(const
  2. std::string &)> CreateAnimal;

基于预先分配的标签来分派它们,创建对象:

  1. std::unique_ptr<Animal> simon = farm.create("CAT", "Simon");
  2. std::unique_ptr<Animal> marlowe = farm.create("DOG", "Marlowe");

标签和创建功能在工厂使用前已注册:

  1. Factory<CreateAnimal> farm;
  2. farm.subscribe("CAT", [](const std::string & n) { return std::make_unique<Cat>(n); });
  3. farm.subscribe("DOG", [](const std::string & n) { return std::make_unique<Dog>(n); });

使用C++11 Lambda函数定义创建函数,使用std::make_unique来避免引入裸指针的操作。这个工厂函数是在C++14中引入。

NOTE:CMake的这一功能是在3.1版中添加的,并且还在更新。CMake的后续版本为C++标准的后续版本和不同的编译器,提供了越来越好的支持。我们建议您在文档页面上检查您选择的编译器是否受支持: https://cmake.org/cmake/help/latest/manual/cmake-compile-features.7.html#supported-compiler

具体实施

将逐步构建CMakeLists.txt,并展示如何设置语言标准(本例中是C++14):

  1. 声明最低要求的CMake版本,项目名称和语言:
    1. cmake_minimum_required(VERSION 3.5 FATAL_ERROR)
    2. project(recipe-09 LANGUAGES CXX)
  1. 要求在Windows上导出所有库符号:
    set(CMAKE_WINDOWS_EXPORT_ALL_SYMBOLS ON)
    
  1. 需要为库添加一个目标,这将编译源代码为一个动态库:
    add_library(animals
    SHARED
     Animal.cpp
     Animal.hpp
     Cat.cpp
     Cat.hpp
     Dog.cpp
     Dog.hpp
     Factory.hpp
    )
    
  1. 现在,为目标设置了CXX_STANDARDCXX_EXTENSIONSCXX_STANDARD_REQUIRED属性。还设置了position_independent ent_code属性,以避免在使用一些编译器构建DSO时出现问题:
    set_target_properties(animals
    PROPERTIES
     CXX_STANDARD 14
     CXX_EXTENSIONS OFF
     CXX_STANDARD_REQUIRED ON
     POSITION_INDEPENDENT_CODE 1
    )
    
  1. 然后,为”动物农场”的可执行文件添加一个新目标,并设置它的属性:
    add_executable(animal-farm animal-farm.cpp)
    set_target_properties(animal-farm
    PROPERTIES
     CXX_STANDARD 14
     CXX_EXTENSIONS OFF
     CXX_STANDARD_REQUIRED ON
    )
    
  1. 最后,将可执行文件链接到库:
    target_link_libraries(animal-farm animals)
    
  1. 现在,来看看猫和狗都说了什么: ```shell $ mkdir -p build $ cd build $ cmake .. $ cmake —build . $ ./animal-farm

I’m Simon the cat! I’m Marlowe the dog! ```

工作原理

步骤4和步骤5中,我们为动物和动物农场目标设置了一些属性:

  • CXX_STANDARD会设置我们想要的标准。
  • CXX_EXTENSIONS告诉CMake,只启用ISO C++标准的编译器标志,而不使用特定编译器的扩展。
  • CXX_STANDARD_REQUIRED指定所选标准的版本。如果这个版本不可用,CMake将停止配置并出现错误。当这个属性被设置为OFF时,CMake将寻找下一个标准的最新版本,直到一个合适的标志。这意味着,首先查找C++14,然后是C++11,然后是C++98。(译者注:目前会从C++20C++17开始查找)

NOTE:本书发布时,还没有Fortran_STANDARD可用,但是可以使用target_compile_options设置标准,可以参见: https://github.com/devcafe/cmake-cookbook/tree/v1.0/chapter-01/recipe-09

TIPS:如果语言标准是所有目标共享的全局属性,那么可以将`CMAKESTANDARDCMAKEEXTENSIONSCMAKESTANDARD_REQUIRED`变量设置为相应的值。所有目标上的对应属性都将使用这些设置。

更多信息

通过引入编译特性,CMake对语言标准提供了更精细的控制。这些是语言标准引入的特性,比如C++11中的可变参数模板和Lambda表达式,以及C++14中的自动返回类型推断。可以使用target_compile_features()命令要求为特定的目标提供特定的特性,CMake将自动为标准设置正确的编译器标志。也可以让CMake为可选编译器特性,生成兼容头文件。

TIPS:我们建议阅读CMake在线文档,全面了解cmake-compile-features和如何处理编译特性和语言标准: https://cmake.org/cmake/help/latest/manual/cmake-compile-features.7.html