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CMake进阶: 配置文件(configure_file)

news 2025/8/18 18:18:14

1.简介

2.核心作用

3.常用场景与示例

3.1.场景 1：生成头文件（嵌入版本号、路径等信息）

3.2.场景 2：生成跨平台脚本（替换路径分隔符）

3.3.仅复制文件（不替换变量）

4.完整示例

5.注意事项

1.简介

configure_file 是 CMake 中用于生成配置文件的核心命令，主要功能是将模板文件（含 CMake 变量占位符）中的变量替换为实际值，生成最终可用的文件（如头文件、配置脚本等）。它是连接 CMake 构建配置与源代码 / 脚本的重要桥梁。

基本语法：

configure_file(<input>       # 输入模板文件路径（通常在源目录，如 ${CMAKE_SOURCE_DIR}/config.h.in）<output>      # 输出文件路径（通常在构建目录，如 ${CMAKE_BINARY_DIR}/config.h）[COPYONLY]    # 仅复制文件，不替换变量（禁用变量替换）[ESCAPE_QUOTES]  # 对输出中的引号进行转义（如将 " 转为 \"）[@ONLY]       # 仅替换 @VAR@ 形式的变量，不替换 ${VAR} 形式（避免与其他模板冲突）[NEWLINE_STYLE <style>]  # 指定换行符风格（UNIX/DOS/WINDOWS，跨平台适配）
)

< input>：输入文件路径，通常是一个 .in 文件，里面包含变量和 CMake 语法。
< output>：输出文件路径，生成的文件将被写入该路径。
COPYONLY：可选参数，指示只复制输入文件而不进行替换。
ESCAPE_QUOTES：可选参数，将替换时的引号进行转义。将输出文件中的双引号 " 转为转义形式 \"，适合生成 JSON、脚本等需要转义引号的文件。
@ONLY：可选参数，只替换 @ 开头的变量。仅替换 @VAR@ 形式的变量，不替换 ${VAR}。避免与 C++ 宏（${...}）或其他模板系统冲突，是生成头文件时的常用参数。
NEWLINE_STYLE：可选参数，指定换行符风格，可以是 UNIX、DOS 或 WIN32。指定输出文件的换行符风格（UNIX 为 \n，DOS/WINDOWS 为 \r\n），跨平台脚本生成时必备。

2.核心作用

1.变量替换：将模板文件中 @变量名@ 或 ${变量名} 形式的占位符，替换为 CMake 中定义的实际变量值（如项目版本、安装路径、编译选项等）。

2.跨平台适配：自动处理路径分隔符（如 Windows 的 \ 与 Unix 的 /）、换行符风格等平台差异。

3.动态生成配置：根据构建配置（如 Debug/Release、是否启用某功能）动态生成符合当前环境的文件。

3.常用场景与示例

3.1.场景 1：生成头文件（嵌入版本号、路径等信息）

在源代码中需要使用 CMake 中定义的变量（如项目版本、安装路径）时，可通过 configure_file 生成头文件。

1.模板文件（src/config.h.in，源目录中）：

// 由 CMake 自动生成，不要手动修改
#ifndef CONFIG_H
#define CONFIG_H// 项目版本（来自 CMakeLists.txt 中的 project 命令）
#define PROJECT_VERSION "@PROJECT_VERSION@"// 安装路径（来自 CMAKE_INSTALL_PREFIX）
#define INSTALL_PREFIX "@CMAKE_INSTALL_PREFIX@"// 是否启用调试模式（来自 CMake 选项）
#cmakedefine ENABLE_DEBUG @ENABLE_DEBUG@#endif

2.CMake 配置（CMakeLists.txt 中）：

cmake_minimum_required(VERSION 3.14)
project(MyProject VERSION 1.2.3)  # 定义 PROJECT_VERSION# 定义选项（供模板文件使用）
option(ENABLE_DEBUG "Enable debug mode" ON)# 生成 config.h（输入为模板，输出到构建目录）
configure_file(${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/config.h.in  # 输入模板路径${CMAKE_BINARY_DIR}/src/config.h    # 输出文件路径（构建目录，避免污染源文件）@ONLY  # 仅替换 @VAR@ 形式，不替换 ${VAR}（避免与 C++ 宏冲突）
)# 让编译器能找到生成的 config.h
add_executable(myapp src/main.cpp)
target_include_directories(myapp PRIVATE ${CMAKE_BINARY_DIR}/src)

3.源代码使用（src/main.cpp）：

#include "config.h"
#include <iostream>int main() {std::cout << "Version: " << PROJECT_VERSION << std::endl;std::cout << "Install path: " << INSTALL_PREFIX << std::endl;
#ifdef ENABLE_DEBUGstd::cout << "Debug mode enabled" << std::endl;
#endifreturn 0;
}

构建后，config.h 中的占位符会被替换为实际值，例如：

#define PROJECT_VERSION "1.2.3"
#define INSTALL_PREFIX "/usr/local"
#define ENABLE_DEBUG 1

3.2.场景 2：生成跨平台脚本（替换路径分隔符）

在需要生成脚本文件（如 .sh 或 .bat）时，configure_file 可自动处理路径分隔符（如将 CMake 中的 / 转为 Windows 的 \）。

1.模板脚本（scripts/run.sh.in）：

#!/bin/sh
# 自动生成的运行脚本
EXE_PATH="@CMAKE_BINARY_DIR@/myapp"  # CMake 路径会自动适配平台分隔符
"$EXE_PATH" "$@"

2.CMake 配置：

configure_file(${CMAKE_SOURCE_DIR}/scripts/run.sh.in${CMAKE_BINARY_DIR}/scripts/run.sh@ONLYNEWLINE_STYLE UNIX  # 强制 Unix 换行符（适合 .sh 脚本）
)# 为脚本添加可执行权限（可选）
file(COPY_FILE${CMAKE_BINARY_DIR}/scripts/run.sh${CMAKE_BINARY_DIR}/scripts/run.shFILE_PERMISSIONS OWNER_EXECUTE OWNER_READ GROUP_EXECUTE GROUP_READ WORLD_EXECUTE WORLD_READ
)

在 Windows 上若生成 .bat 脚本，可指定 NEWLINE_STYLE DOS 确保换行符正确。

3.3.仅复制文件（不替换变量）

使用 COPYONLY 参数可禁用变量替换，仅实现文件复制（类似 file(COPY ...)，但会在输入文件变化时自动更新）。

# 复制数据文件到构建目录（不替换变量）
configure_file(${CMAKE_SOURCE_DIR}/data/config.ini${CMAKE_BINARY_DIR}/data/config.iniCOPYONLY  # 仅复制，不处理变量
)

4.完整示例

下面通过一个生成版本信息头文件的例子，展示 configure_file 的具体用法。这个例子会将 CMake 中定义的项目版本、编译日期等信息，自动嵌入到源代码可访问的头文件中。

1.项目结构

version_demo/
├── CMakeLists.txt       # CMake 配置文件
├── src/
│   ├── main.cpp         # 主程序（使用生成的头文件）
│   └── version.h.in     # 头文件模板（含 CMake 变量占位符）

2.头文件模板（src/version.h.in）

这是一个包含 CMake 变量占位符的模板文件，其中 @变量名@ 会被 CMake 替换为实际值：

// 由 CMake 自动生成，请勿手动修改
#ifndef VERSION_H
#define VERSION_H// 项目版本信息（来自 CMakeLists.txt 中的 project 命令）
#define PROJECT_NAME "@PROJECT_NAME@"
#define PROJECT_VERSION_MAJOR @PROJECT_VERSION_MAJOR@
#define PROJECT_VERSION_MINOR @PROJECT_VERSION_MINOR@
#define PROJECT_VERSION_PATCH @PROJECT_VERSION_PATCH@
#define PROJECT_VERSION "@PROJECT_VERSION@"// 编译时间（由 CMake 变量提供）
#define BUILD_DATE "@CMAKE_BUILD_DATE@"
#define BUILD_TIME "@CMAKE_BUILD_TIME@"// 条件编译示例（根据 CMake 选项决定是否启用）
#cmakedefine ENABLE_LOG  // 若 ENABLE_LOG 为 ON，则生成 #define ENABLE_LOG#endif // VERSION_H

模板中使用 @变量名@ 作为占位符（如 @PROJECT_NAME@）。
#cmakedefine ENABLE_LOG 是特殊语法：若 CMake 中 ENABLE_LOG 为 ON，则生成 #define ENABLE_LOG；否则生成 /* #undef ENABLE_LOG */。

3.CMake 配置（CMakeLists.txt）

在 CMake 中定义变量，并通过 configure_file 生成最终的头文件：

cmake_minimum_required(VERSION 3.14)# 定义项目名称和版本（会自动生成 PROJECT_NAME、PROJECT_VERSION 等变量）
project(MyApp VERSION 2.3.4)# 定义编译日期和时间（使用 CMake 的内置命令）
string(TIMESTAMP CMAKE_BUILD_DATE "%Y-%m-%d")  # 格式：年-月-日
string(TIMESTAMP CMAKE_BUILD_TIME "%H:%M:%S")  # 格式：时:分:秒# 定义一个可选功能（用于演示条件编译）
option(ENABLE_LOG "Enable logging feature" ON)  # 默认启用# 核心：使用 configure_file 生成头文件
configure_file(${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/version.h.in  # 输入：模板文件路径（源目录）${CMAKE_BINARY_DIR}/src/version.h     # 输出：生成的头文件路径（构建目录）@ONLY  # 仅替换 @VAR@ 形式的变量，不替换 ${VAR}（避免与 C++ 语法冲突）
)# 生成可执行文件
add_executable(myapp src/main.cpp)# 让编译器能找到生成的 version.h（构建目录下的 src 文件夹）
target_include_directories(myapp PRIVATE ${CMAKE_BINARY_DIR}/src)

PROJECT_NAME、PROJECT_VERSION_MAJOR 等是 project 命令自动生成的变量。
string(TIMESTAMP ...) 用于生成编译时间戳，存储到 CMAKE_BUILD_DATE 和 CMAKE_BUILD_TIME 变量中。
option(ENABLE_LOG ...) 定义一个可选功能开关，控制模板中 #cmakedefine 的生成结果。

4.源代码使用（src/main.cpp）

在代码中包含生成的 version.h，使用其中的宏定义：

#include <iostream>
#include "version.h"  // 包含 CMake 生成的头文件int main() {std::cout << "Project: " << PROJECT_NAME << std::endl;std::cout << "Version: " << PROJECT_VERSION_MAJOR << "."<< PROJECT_VERSION_MINOR << "."<< PROJECT_VERSION_PATCH << std::endl;std::cout << "Built on: " << BUILD_DATE << " " << BUILD_TIME << std::endl;#ifdef ENABLE_LOGstd::cout << "Logging is enabled" << std::endl;
#elsestd::cout << "Logging is disabled" << std::endl;
#endifreturn 0;
}

5.构建与运行

# 创建构建目录并配置
mkdir build && cd build
cmake ..# 编译
make  # 或 cmake --build .# 运行程序
./myapp

6.输出结果

Project: MyApp
Version: 2.3.4
Built on: 2024-05-20 15:30:45
Logging is enabled

5.注意事项

1.路径处理：输入文件通常放在源目录（CMAKE_SOURCE_DIR），输出文件放在构建目录（CMAKE_BINARY_DIR），避免污染源文件。

2.变量可见性：模板中引用的变量必须在 configure_file 调用之前定义（否则替换为空）。

3.自动更新：若输入模板文件被修改，CMake 会自动重新运行 configure_file 生成新的输出文件（无需手动触发）。

4.#cmakedefine 语法：在模板中使用 #cmakedefine VAR [VALUE] 可根据变量是否定义生成 #define VAR VALUE 或 /* #undef VAR */（适合条件编译），例如：

#cmakedefine ENABLE_FEATURE  # 若 ENABLE_FEATURE 为 ON，则生成 #define ENABLE_FEATURE；否则生成 /* #undef ENABLE_FEATURE */
#cmakedefine MAX_SIZE @MAX_SIZE@  # 若 MAX_SIZE 定义，生成 #define MAX_SIZE 100；否则生成 /* #undef MAX_SIZE */

configure_file 是 CMake 中连接 “构建配置” 与 “源代码 / 脚本” 的核心工具，通过变量替换实现动态文件生成，广泛用于嵌入版本信息、适配跨平台路径、生成条件编译头文件等场景。掌握它可以大幅提升项目的灵活性和跨平台兼容性。

CMake进阶: 配置文件(configure_file)

1.简介

2.核心作用

3.常用场景与示例

3.1.场景 1：生成头文件（嵌入版本号、路径等信息）

3.2.场景 2：生成跨平台脚本（替换路径分隔符）

3.3.仅复制文件（不替换变量）

4.完整示例

5.注意事项

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