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前言：📕什么是 Makefile？

Makefile 是一种文件格式，用于描述如何通过自动化规则构建、编译和管理项目中的文件。它常配合 make 工具使用，后者会根据 Makefile 中定义的规则和依赖关系自动执行相应的构建命令。

最初，Makefile 主要用于 C 和 C++ 项目的构建，但它同样适用于其他语言的项目，例如 Java、Python、甚至前端开发中的构建任务。

 ★ make是一条命令，makefile是一个文件，两个搭配使用，完成项目自动化构建

1. Makefile 的基础：从编写到执行 

1.1 创建源代码与 Makefile(需要手动创建一个makefile文件)

我们从创建源代码文件 test.c 和 Makefile 开始：

[jkl@VMCentos7 lesson4]$ touch test.c makefile
[jkl@VMCentos7 lesson4]$ ls
makefile  test.c

1.2 编写 Makefile

接着，我们在 Makefile 中编写自动化构建规则：

# Makefile 示例# 定义目标文件和源文件
target = test.exe
source = test.c# 默认目标：编译生成目标文件
$(target): $(source)gcc $(source) -o $(target)# 清理目标：删除编译生成的文件
.PHONY: clean
clean:rm -f $(target)

1.3 编写源代码

然后，我们在 test.c 文件中编写一个简单的 C 语言程序：

#include <stdio.h>int main() {printf("Hello, Linux!\n");return 0;
}

1.4 执行 make 命令

现在，执行 make 命令来自动编译生成目标文件：

[jkl@VMCentos7 lesson4]$ make
gcc test.c -o test.exe
[jkl@VMCentos7 lesson4]$ ls
makefile  test.c  test.exe
[jkl@VMCentos7 lesson4]$ ./test.exe
Hello, Linux!

通过执行 make 命令，make 工具自动检测到 test.c 文件并进行编译，最终生成了 test.exe 可执行文件。

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2. Makefile 的工作原理

当我们执行 make 命令时，make 会遵循以下步骤：

1. make 会查找当前目录中的 Makefile 文件，并读取其中的规则。

2. 根据 Makefile 中定义的目标文件和依赖关系，make 会决定哪些文件需要重新编译，哪些文件已经是最新的。

3. 如果目标文件需要重新生成，make 会执行相关的编译命令。

2.1 判断文件是否需要重新编译

make 会通过文件的时间戳来判断是否需要重新编译。如果源代码文件或依赖文件有修改，make 会重新编译目标文件。否则，它会跳过编译步骤。

[jkl@VMCentos7 lesson4]$ make
make: 'test.exe' is up to date.

1. 为什么再次输入make命令会不让我们继续生成目标文件呢？？？

因为当有大量的文件的时候，编译执行会消耗大量的时间，为了达到更高的效率，因此当源代码没有改变，makefile就会知道只生成一份可执行程序就可以了。

但是此时就有另外的两个问题了，编译器怎么知道哪个文件是没有改变的源代码？？？如果我们的目的就是想要输入命令则生成目标文件该怎么办？？？

2. 编译器怎么知道哪个文件是没有改变的源代码？？？

对比可执行程序最近修改时间与源文件最近修改时间，谁更新？

编写代码和代码生成的可执行程序的修改时间是不一样的，先写的源代码，后才有的代码生成的可执行程序。因此makefile会通过谁的时间更新，来确定到底要不要重新生成可执行程序。通过stat命令可以看到文件的三个时间。
 

.

就是 如果 test.c 的 Modify的修改时间新于 test.exe 早，make 会跳过编译，提示：make: 'test.exe' is up to date. 

2.2 使用 .PHONY 强制执行目标

有时候，我们希望强制执行某些目标，比如清理编译生成的文件。此时可以使用 .PHONY 来标记这些目标，确保它们总是被执行，即使目标文件存在。

.PHONY: clean
clean:rm -f $(target)

在命令行中执行 make clean 时，make 会执行 clean 目标，删除生成的 test.exe 文件：

[jkl@VMCentos7 lesson4]$ make clean
rm -f test.exe
[jkl@VMCentos7 lesson4]$ ls
makefile  test.c

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3. Makefile 优化技巧

在实际开发中，Makefile 往往需要进行一些优化，尤其是当项目变得越来越复杂时。下面是一些常见的优化技巧，可以帮助你简化 Makefile，提高构建效率。

3.1 使用自动化变量

Makefile 提供了一些自动化变量，能够让你减少代码的冗余。例如：

• $@：规则的目标文件。

• $<：规则中的第一个依赖文件。

• $^：规则中的所有依赖文件。

优化后的 Makefile 可以变得更加简洁：

target = test.exe
source = test.c$(target): $(source)gcc -o $@ $<.PHONY: clean
clean:rm -f $(target)

3.2 使用变量管理文件

当项目文件较多时，我们可以通过变量来管理源文件、目标文件等，减少冗余代码：

CC = gcc
CFLAGS = -WallSRC = test.c
OBJ = $(SRC:.c=.o)
BIN = test.exe$(BIN): $(OBJ)$(CC) -o $@ $^clean:rm -f $(OBJ) $(BIN)

通过变量管理文件，项目的可维护性和扩展性得到提升。

3.3 自动化生成依赖关系

对于大型项目，可能涉及多个源文件之间的依赖关系。在 Makefile 中，可以通过自动化生成这些依赖关系，避免手动维护。

例如，使用 gcc -M 生成依赖文件：

%.o: %.c$(CC) -M $< > $*.d$(CC) -c $< -o $@

这样，每当源文件发生变化时，make 会自动更新依赖关系。

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4. 总结

通过使用 Makefile 和 make 工具，我们可以轻松实现代码编译、链接和清理等任务的自动化，极大提高开发效率。无论是简单的项目，还是复杂的多模块工程，Makefile 都能帮助我们减少手动操作，优化构建过程。

在实际开发中，通过合理利用自动化变量、变量管理、以及生成依赖关系等技巧，我们可以进一步优化 Makefile，提高构建效率和可维护性。掌握 Makefile 的使用，将使你在开发中如鱼得水。