CMake 引入第三方库

2023-05-16

CMake 引入第三方库

在 CMake 中，如何引入第三方库是一个常见的问题。在本文中，我们将介绍 CMake 中引入第三方库的不同方法，以及它们的优缺点。

1. 使用 find_package 命令

在 CMake 中，使用 find_package 命令是最简单和最常用的方式来引入已安装的外部库。例如，我们可以使用以下命令来引入 OpenSSL 库：

find_package(OpenSSL REQUIRED)

在这个例子中，CMake 将查找已安装的 OpenSSL 库，并将其链接到我们的项目中。当然，我们也可以通过设置变量来指定 OpenSSL 的路径：

set(OPENSSL_ROOT_DIR /path/to/openssl)
find_package(OpenSSL REQUIRED)

使用 find_package 命令的主要优点是它能够自动查找和链接已经安装的库，这使得构建过程更加简单和直观。

2. 使用 add_subdirectory 命令

在某些情况下，我们可能需要修改外部库的源代码。此时，我们可以将外部库的源代码添加到我们的项目中，然后使用 add_subdirectory 命令来构建外部库。例如，我们可以使用以下命令来引入 JsonCpp 库：

add_subdirectory(/path/to/jsoncpp)
target_link_libraries(myapp PRIVATE jsoncpp_lib)

在这个例子中，我们将 JsonCpp 库的源代码添加到我们的项目中，并将 jsoncpp_lib 目标链接到我们的应用程序中。在构建我们的项目时，CMake 将自动构建 JsonCpp 库，并将其链接到我们的应用程序中。

使用 add_subdirectory 命令的主要优点是，它能够更方便地管理外部库的源代码。我们可以将外部库的源代码包含在我们的版本控制系统中，以便更好地管理和维护代码。但是，使用此方法需要手动管理外部库的源代码，因此更新可能会导致您的项目中出现构建问题。

3. 使用 ExternalProject_Add 命令

下面是一个使用 ExternalProject_Add 命令下载和构建 Google Test 库的例子。在这个例子中，我们将下载 Google Test 库的源代码，并将其作为独立项目构建。使用 ExternalProject_Add 命令的主要优点在于，它能够将外部项目的构建过程与主项目的构建过程隔离开来，从而更加灵活地控制外部项目的行为和依赖关系。

cmake_minimum_required(VERSION 3.11)

include(ExternalProject)

# 设置下载的 URL 和 SHA-256 哈希值
set(GTEST_VERSION "1.11.0")
set(GTEST_URL "https://github.com/google/googletest/archive/refs/tags/release-${GTEST_VERSION}.tar.gz")
set(GTEST_HASH "d722feaac7d6b2270c2f6896d364c3712cf18e9cd963c1e7f56c38e936e13fa1")

# 下载和解压 Google Test 库的源代码
ExternalProject_Add(
  googletest
  PREFIX "${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/googletest"
  URL "${GTEST_URL}"
  URL_HASH SHA256=${GTEST_HASH}
  DOWNLOAD_DIR "${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/googletest/download"
  SOURCE_DIR "${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/googletest/src"
  BINARY_DIR "${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/googletest/build"
  CMAKE_ARGS "-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/googletest/install"
)

# 将 Google Test 库的头文件和库文件链接到主项目中
set(GTEST_INCLUDE_DIR "${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/googletest/install/include")
set(GTEST_LIBRARIES "${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/googletest/install/lib/libgtest.a")
set(GTEST_MAIN_LIBRARIES "${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/googletest/install/lib/libgtest_main.a")

target_include_directories(myproject PRIVATE ${GTEST_INCLUDE_DIR})
target_link_libraries(myproject PRIVATE ${GTEST_LIBRARIES} ${GTEST_MAIN_LIBRARIES})

在这个例子中，我们首先通过设置 GTEST_URL 和 GTEST_HASH 变量来指定要下载的 Google Test 库的版本和哈希值。然后，我们使用 ExternalProject_Add 命令来下载和解压源代码，并使用 CMake 构建 Google Test 库。这里通过设置 PREFIX、URL、URL_HASH、DOWNLOAD_DIR、SOURCE_DIR、BINARY_DIR 和 CMAKE_ARGS 等参数来指定 ExternalProject_Add 的行为。最后，我们将 Google Test 库的头文件和库文件链接到主项目中，以便在主项目中使用 Google Test 库。

4.使用FetchContent 命令

CMake 也可以通过 include(FetchContent) 命令引入第三方库。FetchContent 命令允许您从指定的 URL 或 Git 存储库中提取第三方库，并将其作为 CMake 项目的子目录构建。使用 FetchContent 命令时，您无需手动下载、解压缩或设置外部库的构建过程，CMake 会自动执行这些任务。

下面是使用 FetchContent 命令引入第三方库的示例：

include(FetchContent)

FetchContent_Declare(
  my_library
  GIT_REPOSITORY https://example.com/my_library.git
  GIT_TAG v1.0.0
)

FetchContent_GetProperties(my_library)
if(NOT my_library_POPULATED)
  FetchContent_Populate(my_library)
  add_subdirectory(${my_library_SOURCE_DIR} ${my_library_BINARY_DIR})
endif()

在这个示例中，FetchContent_Declare 命令声明了一个名为 my_library 的第三方库，并指定了其 Git 存储库的 URL 和 Git tag。然后，FetchContent_GetProperties 命令获取指定的第三方库的属性，并检查它是否已经被 FetchContent_Populate 命令所提取。如果尚未提取，FetchContent_Populate 命令将提取指定的库，并将其作为 CMake 项目的子目录进行构建。最后，add_subdirectory 命令将提取的第三方库的源代码目录和二进制目录添加到 CMake 项目中。

使用 FetchContent 命令的优点是它使得引入第三方库更加方便，并且使得与外部库的集成更加简单。同时，使用 FetchContent 命令时，您可以很容易地在您的 CMake 项目中指定外部库的版本和源代码位置。

5.总结

当引入第三方库时，CMake 提供了多种不同的方式。每种方式都有自己的优缺点，具体取决于项目的需求和环境。下面是一些不同的引入第三方库的方法及其优缺点：

1、find_package 命令
find_package 命令是一种在 CMake 项目中查找已经安装的第三方库的方法。这种方法适用于大多数开源库，因为它们通常已经被打包为二进制发行版，可以通过包管理器或官方网站下载并安装。

优点：使用已经安装的二进制发行版，构建速度快，不需要从源代码构建。

缺点：无法使用最新版本的库，需要手动安装和更新库。

2、add_subdirectory 命令
add_subdirectory 命令是一种在 CMake 项目中添加外部库源代码的方法。这种方法适用于已经包含在您的项目中的外部库，或者您需要从源代码构建外部库的情况。

优点：直接在您的项目中构建外部库，方便修改外部库源代码。

缺点：需要手动更新外部库，库的更新可能会导致项目中的构建问题。

3、ExternalProject_Add 命令
ExternalProject_Add 命令是一种将外部库作为独立项目下载和构建的方法。这种方法适用于需要与外部库进行集成，但是不想将外部库的源代码包含在您的项目中。

优点：不需要在您的项目中包含外部库的源代码，允许更好的代码分离和依赖管理。

缺点：需要从头开始构建外部库，构建速度可能很慢。同时，需要手动更新外部库，库的更新可能会导致项目中的构建问题。

4、FetchContent 命令
FetchContent 命令是一种从外部 URL 或 Git 存储库中提取源代码的方法。这种方法适用于不需要将外部库作为独立项目构建的情况，但是需要从源代码构建外部库。

优点：与 ExternalProject_Add 相比，构建速度更快，而且不需要独立的构建目录。

缺点：需要手动更新外部库，库的更新可能会导致项目中的构建问题。

总之，选择适当的方法取决于项目的需求和环境。对于大多数情况，find_package 命令是首选方法，因为它是最简单和最常用的方式。对于需要修改外部库源代码的情况，使用 add_subdirectory 命令可以更方便地管理代码。对于需要将外部库作为独立项目构建的情况，使用 ExternalProject_Add 命令是一种好的选择。这种方法的优点在于，它能够将外部库的构建过程与您的项目分离，使代码更易于管理和维护。不过，这种方法的缺点是需要手动更新外部库，更新可能会导致您的项目中出现构建问题。

如果您不需要将外部库作为独立项目构建，但是需要从源代码构建外部库，那么 FetchContent 命令是一种不错的选择。这种方法与 ExternalProject_Add 相比，构建速度更快，而且不需要独立的构建目录。但是，需要注意的是，需要手动更新外部库，更新可能会导致您的项目中出现构建问题。

综上所述，对于大多数情况，使用 find_package 命令是最简单和最常用的方式，因为它能够自动查找已经安装的外部库。对于需要修改外部库源代码的情况，使用 add_subdirectory 命令可以更方便地管理代码。对于需要将外部库作为独立项目构建的情况，使用 ExternalProject_Add 命令是一种好的选择。对于不需要将外部库作为独立项目构建，但是需要从源代码构建外部库的情况，使用 FetchContent 命令是一种不错的选择。

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