Makefile 执行了意外的行为

Question

我使用以下 Makefile 编译 C++ 文件，但发生了一些意外行为。环境是 MacOS X Mojave。 Makefile 如下：

CC=gcc
CXX=g++
CXXFLAGS=-std=c++11
RM=rm -f

all: clean sort_test ds_test

sort_test: data_structure sort .sort_test.o .sort_test

.sort_test: sort_test.o sort.o ds.o
        $(CXX) $(CXXFLAGS) -o sort_test sort_test.o sort.o ds.o

.sort_test.o: sort_test.cpp ../include/io.hpp
        $(CXX) $(CXXFLAGS) -c -o sort_test.o sort_test.cpp

sort: ../include/sort.hpp ../include/data_structure.hpp ../src/sort.cpp
        $(CXX) $(CXXFLAGS) -c -o sort.o ../src/sort.cpp

data_structure: ../include/data_structure.hpp ../src/data_structure.cpp ../include/io.hpp
        $(CXX) $(CXXFLAGS) -c -o ds.o ../src/data_structure.cpp

ds_test: data_structure .ds_test.o .ds_test

.ds_test: ds.o ds_test.o
        $(CXX) $(CXXFLAGS) -o ds_test ds.o ds_test.o

.ds_test.o: ds_test.cpp ../include/io.hpp ../include/data_structure.hpp
        $(CXX) $(CXXFLAGS) -c -o ds_test.o ds_test.cpp

clean:
        $(RM) *.o sort_test ds_test

当我在同一目录中运行“make ds_test”时，发生了一些奇怪的事情：

g++ -std=c++11   -c -o ds_test.o ds_test.cpp
g++ -std=c++11 -c -o ds.o ../src/data_structure.cpp
g++ -std=c++11 -c -o ds_test.o ds_test.cpp
g++ -std=c++11 -o ds_test ds.o ds_test.o
gcc   ds_test.o data_structure .ds_test.o .ds_test   -o ds_test
clang: error: no such file or directory: 'data_structure'
clang: error: no such file or directory: '.ds_test.o'
clang: error: no such file or directory: '.ds_test'
make: *** [ds_test] Error 1

此输出中的第一行和第五行永远不会用于命令“make ds_test”，因为它应该只调用“data_structure”、“.ds_test.o”和“.ds_test”。 任何人，请解释为什么会发生这些额外的意外行为以及如何避免它？谢谢！

Answer 1

你的 Makefile 有点奇怪。基本的制作规则如下：

file-to-build: files-it-depends-on
    command-to-build

虽然你写了这样的东西：

.ds_test: ds.o ds_test.o
        $(CXX) $(CXXFLAGS) -o ds_test ds.o ds_test.o

其中目标不是配方生成的文件。此外，您在没有适当的扩展名的情况下重命名事物（data_structure 与 ds.o）。最后，您对同一事物使用不同的名称（同样是 data_structure 与 ds.o）。如果你是从 C++ 和 make 开始的，你应该避免所有这些花哨的东西。

您的 Makefile 失败的主要原因是因为 make 试图构建一个名为 ds_test 的文件（这是您在键入 make ds_test 时所要求的）。并且 make 知道很多构建文件的方法。在这种特定情况下，它使用其默认规则，即使用$(CC) 将ds_test.o 和所有其他文件ds_test 依赖在一起，即data_structure、.ds_test.o 和.ds_test 链接在一起。

如果您是新手，我建议您首先坚持其最基本的原则。比如：

CC       := gcc
CXX      := g++
CXXFLAGS := -std=c++11
RM       := rm -f

.PHONY: all clean

all: clean sort_test ds_test

sort_test: sort_test.o sort.o data_structure.o
    $(CXX) $(CXXFLAGS) -o $@ $^

sort_test.o: sort_test.cpp ../include/io.hpp
    $(CXX) $(CXXFLAGS) -c -o $@ $<

sort.o: ../src/sort.cpp ../include/sort.hpp ../include/data_structure.hpp
    $(CXX) $(CXXFLAGS) -c -o $@ $<

data_structure.o: ../src/data_structure.cpp ../include/data_structure.hpp ../include/io.hpp
    $(CXX) $(CXXFLAGS) -c -o $@ $<

ds_test: data_structure.o ds_test.o
    $(CXX) $(CXXFLAGS) -o $@ $^

ds_test.o: ds_test.cpp ../include/io.hpp ../include/data_structure.hpp
    $(CXX) $(CXXFLAGS) -c -o $@ $<

clean:
    $(RM) *.o sort_test ds_test

解释：

• $@、$<和$^是make automatic variables，分别作为目标、第一个先决条件和所有先决条件的列表展开。它们不仅方便，而且比在目标、先决条件和配方中重新输入相同的文件名更不容易出错。
• .PHONY 是一个 special target，您可以通过它发出信号以使哪些目标不是真实文件。

编辑：添加LDLIBS 以使用gcc 和备用链接规则链接C++ 目标文件。

注意：由于 make 非常聪明，并且默认知道如何编译和链接 C++ 文件，因此您可以简化这一切。特别是如果您还使用VPATH make variable:

CC       := gcc
CXX      := g++
CXXFLAGS := -std=c++11
LDLIBS   := -lstdc++
RM       := rm -f
EXEC     := sort_test ds_test

.PHONY: all clean

all: clean sort_test ds_test

VPATH    := ../src:../include

sort_test.o: io.hpp
sort.o: sort.hpp data_structure.hpp
data_structure.o: data_structure.hpp io.hpp
ds_test.o: io.hpp data_structure.hpp

sort_test: sort_test.o sort.o data_structure.o
ds_test: data_structure.o ds_test.o

clean:
    $(RM) *.o $(EXEC)

注意：由于 make 将使用 gcc 链接，我们必须将 -lstdc++ 添加到链接器标志 (LDLIBS)。另一种选择是指定链接规则，而不是让 make 使用默认值：

$(EXEC):
    $(CXX) $(CXXFLAGS) -o $@ $^

请注意，在最后一种情况下，指定先决条件的规则和指定配方的规则是不同的。