【CMake】使用 CMake 将多模块 C 项目构建为库并链接主程序

使用现代 CMake 构建多模块 C 项目：以 art、color、password 模块为例

CMake 是目前最主流的 C/C++ 构建工具之一，具备跨平台、模块化、维护性强等优势。本文将以你提供的多模块 C 项目为例，介绍如何使用现代 CMake：

• 组织清晰的模块目录结构；
• 每个模块单独构建为静态库；
• 主程序链接多个模块；
• 配置输出产物目录；
• 实现跨平台构建支持。

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📁 1. 项目结构总览

your_project/
├── CMakeLists.txt             # 顶层构建脚本
├── include/                   # 所有模块的公共头文件
│   ├── art.h
│   ├── color.h
│   └── password.h
├── src/                       # 源文件和子模块
│   ├── main.c                 # 主程序入口
│   ├── art/
│   │   ├── art.c
│   │   └── CMakeLists.txt
│   ├── color/
│   │   ├── color.c
│   │   └── CMakeLists.txt
│   └── password/
│       ├── password.c
│       └── CMakeLists.txt
└── build/                     # 构建输出目录（自动生成）

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⚙️ 2. 顶层 CMakeLists.txt

这是项目的统一构建入口：

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(MyApp C)set(CMAKE_C_STANDARD 99)# 设置输出目录
set(CMAKE_ARCHIVE_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/lib)
set(CMAKE_LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/lib)
set(CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/bin)# 添加模块构建目录
add_subdirectory(src/art)
add_subdirectory(src/color)
add_subdirectory(src/password)# 构建主程序
add_executable(${PROJECT_NAME} src/main.c)# 链接静态库
target_link_libraries(${PROJECT_NAME}PRIVATEartcolorpassword
)

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🧩 3. 子模块构建文件

📄 3.1 src/art/CMakeLists.txt

add_library(art STATIC art.c)
target_include_directories(art PUBLIC ${CMAKE_SOURCE_DIR}/include)

📄 3.2 src/color/CMakeLists.txt

add_library(color STATIC color.c)
target_include_directories(color PUBLIC ${CMAKE_SOURCE_DIR}/include)

📄 3.3 src/password/CMakeLists.txt

add_library(password STATIC password.c)
target_include_directories(password PUBLIC ${CMAKE_SOURCE_DIR}/include)

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📑 4. 头文件与实现文件

🔹 include/art.h

#ifndef ART_H
#define ART_Hvoid set_art(void);#endif

🔹 src/art/art.c

#include <stdio.h>
#include "art.h"void set_art(void) {printf("Art module called.\n");
}

🔹 include/color.h

#ifndef COLOR_H
#define COLOR_Hvoid set_color(void);#endif

🔹 src/color/color.c

#include <stdio.h>
#include "color.h"void set_color(void) {printf("Color module called.\n");
}

🔹 include/password.h

#ifndef PASSWORD_H
#define PASSWORD_Hvoid check_password(void);#endif

🔹 src/password/password.c

#include <stdio.h>
#include "password.h"void check_password(void) {printf("Password checked.\n");
}

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🚀 5. 主程序入口 main.c

#include "art.h"
#include "color.h"
#include "password.h"int main(void) {set_art();set_color();check_password();return 0;
}

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🔧 6. 构建项目

在项目根目录下执行以下命令：

mkdir build
cd build
cmake ..
cmake --build .

如果使用 MinGW 构建（Windows）：

cmake -G "MinGW Makefiles" ..
mingw32-make

构建完成后：

./bin/MyApp     # Linux/macOS
.\bin\MyApp.exe # Windows

✅ 输出：

Art module called.
Color module called.
Password checked.

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📂 7. 构建输出目录说明

输出目录	内容
build/bin/	可执行程序 MyApp
build/lib/	模块静态库 libart.a、libcolor.a、libpassword.a

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📌 8. 项目优势与可扩展性

特性	描述
模块化构建	每个模块独立，便于维护和复用
跨平台支持	CMake 可输出 Makefile、Ninja、Visual Studio 工程
可维护性强	项目结构清晰，新增模块无需改动主流程
现代风格 CMake	使用 target_* 系列命令，更安全更显式

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🪄 9. 扩展建议

• ✅ 支持动态库构建（将 STATIC 改为 SHARED）
• ✅ 添加单元测试模块（使用 CTest、Unity、GoogleTest 等）
• ✅ 添加 install() 与 export() 规则，支持安装部署
• ✅ 使用 target_precompile_headers() 加速编译

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✅ 最终输出结构示意（build/）

build/
├── bin/
│   └── MyApp.exe
├── lib/
│   ├── libart.a
│   ├── libcolor.a
│   └── libpassword.a
├── CMakeFiles/           # 构建中间文件，可删除
├── CMakeCache.txt        # 构建缓存，可删除
└── MyApp.sln             # Visual Studio 生成的解决方案（若使用）

若只需产物，可拷贝 bin/ 和 lib/ 到 output/，其余中间文件可清理。

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🧹 清理构建

清理构建只需删除 build/：

rm -rf build/         # macOS / Linux
rd /s /q build        # Windows PowerShell

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🧭 结语

借助 CMake，你可以快速构建跨平台、结构清晰、模块可扩展的 C 项目。本文展示了从目录设计、模块组织到构建输出的完整流程，是进行中大型 C 项目的理想模板。

1. 本节内容已经全部介绍完毕，希望通过这篇文章，大家对 CMake 有了更深入的理解和认识。
2. 感谢各位的阅读和支持，如果觉得这篇文章对你有帮助，请不要吝惜你的点赞和评论，这对我们非常重要。再次感谢大家的关注和支持！点我关注❤️

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