II C语言本质22Makefile基础1 基本规则Word文档格式.docx
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push（visit_point）;
}
intmain（void）
structpointp={0,0};
maze[p.row][p.col]=2;
push（p）;
while（!
is_empty（））{
p=pop（）;
if（p.row==MAX_ROW-1/*goal*/
&
&
p.col==MAX_COL-1）
break;
if（p.col+1<
MAX_COL/*right*/
maze[p.row][p.col+1]==0）
visit（p.row,p.col+1,p）;
if（p.row+1<
MAX_ROW/*down*/
maze[p.row+1][p.col]==0）
visit（p.row+1,p.col,p）;
if（p.col-1>
=0/*left*/
maze[p.row][p.col-1]==0）
visit（p.row,p.col-1,p）;
if（p.row-1>
=0/*up*/
maze[p.row-1][p.col]==0）
visit（p.row-1,p.col,p）;
print_maze（）;
}
if（p.row==MAX_ROW-1&
p.col==MAX_COL-1）{
printf（"
（%d,%d）\n"
p.row,p.col）;
while（predecessor[p.row][p.col].row!
=-1）{
p=predecessor[p.row][p.col];
printf（"
}
}else
Nopath!
\n"
）;
return0;
我们把堆栈和迷宫的代码分别转移到模块stack.c和maze.c中，main.c包含它们提供的头文件stack.h和maze.h。
/*main.h*/
#ifndefMAIN_H
#defineMAIN_H
typedefstructpoint{introw,col;
}item_t;
#defineMAX_ROW5
#defineMAX_COL5
#endif
在main.h中定义了一个类型和两个常量，main.c、stack.c和maze.c都要用到这些定义，都要包含这个头文件。
/*stack.c*/
staticitem_tstack[512];
staticinttop=0;
voidpush（item_tp）
stack[top++]=p;
item_tpop（void）
returnstack[--top];
intis_empty（void）
returntop==0;
/*stack.h*/
#ifndefSTACK_H
#defineSTACK_H
/*providesdefinitionforitem_t*/
externvoidpush（item_t）;
externitem_tpop（void）;
externintis_empty（void）;
例
12.3“用深度优先搜索解迷宫问题”中的堆栈规定死了只能放char型数据，现在我们做进一步抽象，堆栈中放item_t类型的数据，item_t可以定义为任意类型，只要它能够通过函数的参数和返回值传递并且支持赋值操作就行。
这也是一种避免硬编码的策略，stack.c中多次使用item_t类型，要改变它的定义只需改变main.h中的一行代码。
/*maze.c*/
intmaze[MAX_ROW][MAX_COL]={
0,1,0,0,0,
0,1,0,1,0,
0,0,0,0,0,
0,1,1,1,0,
0,0,0,1,0,
voidprint_maze（void）
inti,j;
for（i=0;
i<
MAX_ROW;
i++）{
for（j=0;
j<
MAX_COL;
j++）
%d"
maze[i][j]）;
putchar（'
\n'
printf（"
*********\n"
/*maze.h*/
#ifndefMAZE_H
#defineMAZE_H
/*providesdefintionforMAX_ROWandMAX_COL*/
externintmaze[MAX_ROW][MAX_COL];
voidprint_maze（void）;
maze.c中定义了一个maze数组和一个print_maze函数，需要在头文件maze.h中声明，以便提供给main.c使用，注意print_maze的声明可以不加extern，而maze的声明必须加extern。
这些源文件可以这样编译：
$gccmain.cstack.cmaze.c-omain
但这不是个好办法，如果编译之后又对maze.c做了修改，又要把所有源文件编译一遍，即使main.c、stack.c和那些头文件都没有修改也要跟着重新编译。
一个大型的软件项目往往由上千个源文件组成，全部编译一遍需要几个小时，只改一个源文件就要求全部重新编译肯定是不合理的。
这样编译也许更好一些：
$gcc-cmain.c
$gcc-cstack.c
$gcc-cmaze.c
$gccmain.ostack.omaze.o-omain
如果编译之后又对maze.c做了修改，要重新编译只需要做两步：
这样又有一个问题，每次编译敲的命令都不一样，很容易出错，比如我修改了三个源文件，可能有一个忘了重新编译，结果编译完了修改没生效，运行时出了Bug还满世界找原因呢。
更复杂的问题是，假如我改了main.h怎么办？
所有包含main.h的源文件都需要重新编译，我得挨个找哪些源文件包含了main.h，有的还很不明显，例如stack.c包含了stack.h，而后者包含了main.h。
可见手动处理这些问题非常容易出错，那有没有自动的解决办法呢？
有，就是写一个Makefile文件和源代码放在同一个目录下：
main:
main.ostack.omaze.o
gccmain.ostack.omaze.o-omain
main.o:
main.cmain.hstack.hmaze.h
gcc-cmain.c
stack.o:
stack.cstack.hmain.h
gcc-cstack.c
maze.o:
maze.cmaze.hmain.h
gcc-cmaze.c
然后在这个目录下运行make编译：
$make
gcc-cmain.c
gcc-cstack.c
gcc-cmaze.c
gccmain.ostack.omaze.o-omain
make命令会自动读取当前目录下的Makefile文件[33]，完成相应的编译步骤。
Makefile由一组规则（Rule）组成，每条规则的格式是：
target...:
prerequisites...
command1
command2
...
例如：
main是这条规则的目标（Target），main.o、stack.o和maze.o是这条规则的条件（Prerequisite）。
目标和条件之间的关系是：
欲更新目标，必须首先更新它的所有条件；
所有条件中只要有一个条件被更新了，目标也必须随之被更新。
所谓“更新”就是执行一遍规则中的命令列表，命令列表中的每条命令必须以一个Tab开头，注意不能是空格，Makefile的格式不像C语言的缩进那么随意，对于Makefile中的每个以Tab开头的命令，make会创建一个Shell进程去执行它。
对于上面这个例子，make执行如下步骤：
1.尝试更新Makefile中第一条规则的目标main，第一条规则的目标称为缺省目标，只要缺省目标更新了就算完成任务了，其它工作都是为这个目的而做的。
由于我们是第一次编译，main文件还没生成，显然需要更新，但规则说必须先更新了main.o、stack.o和maze.o这三个条件，然后才能更新main。
2.所以make会进一步查找以这三个条件为目标的规则，这些目标文件也没有生成，也需要更新，所以执行相应的命令（gcc-cmain.c、gcc-cstack.c和gcc-cmaze.c）更新它们。
3.最后执行gccmain.ostack.omaze.o-omain更新main。
如果没有做任何改动，再次运行make：
make:
`main'
isuptodate.
make会提示缺省目标已经是最新的了，不需要执行任何命令更新它。
再做个实验，如果修改了maze.h（比如加个无关痛痒的空格）再运行make：
make会自动选择那些受影响的源文件重新编译，不受影响的源文件则不重新编译，这是怎么做到的呢？
1.make仍然尝试更新缺省目标，首先检查目标main是否需要更新，这就要检查三个条件main.o、stack.o和maze.o是否需要更新。
2.make会进一步查找以这三个条件为目标的规则，然后发现main.o和maze.o需要更新，因为它们都有一个条件是maze.h，而这个文件的修改时间比main.o和maze.o晚，所以执行相应的命令更新main.o和maze.o。
3.既然main的三个条件中有两个被更新过了，那么main也需要更新，所以执行命令gccmain.ostack.omaze.o-omain更新main。
现在总结一下Makefile的规则，请读者结合上面的例子理解。
如果一条规则的目标属于以下情况之一，就称为需要更新：
∙目标没有生成。
∙某个条件需要更新。
∙某个条件的修改时间比目标晚。
在一条规则被执行之前，规则的条件可能处于以下三种状态之一：
∙需要更新。
能够找到以该条件为目标的规则，并且该规则中目标需要更新。
∙不需要更新。
能够找到以该条件为目标的规则，但是该规则中目标不需要更新；
或者不能找到以该条件为目标的规则，并且该条件已经生成。
∙错误。
不能找到以该条件为目标的规则，并且该条件没有生成。
执行一条规则A的步骤如下：
1.检查它的每个条件P：
∙如果P需要更新，就执行以P为目标的规则B。
之后，无论是否生成文件P，都认为P已被更新。
∙如果找不到规则B，并且文件P已存在，表示P不需要更新。
∙如果找不到规则B，并且文件P不存在，则报错退出。
2.在检查完规则A的所有条件后，检查它的目标T，如果属于以下情况之一，就执行它的命令列表：
∙文件T不存在。
∙文件T存在，但是某个条件的修改时间比它晚。
∙某个条件P已被更新（并不一定生成文件P）。
通常Makefile都会有一个clean规则，用于清除编译过程中产生的二进制文件，保留源文件：
clean:
@echo"
cleanningproject"
-rmmain*.o
cleancompleted"
把这条规则添加到我们的Makefile末尾，然后执行这条规则：
$makeclean
cleanningproject
rmmain*.o
cleancompleted
如果在make的命令行中指定一个目标（例如clean），则更新这个目标，如果不指定目标则更新Makefile中第一条规则的目标（缺省目标）。
和前面介绍的规则不同，clean目标不依赖于任何条件，并且执行它的命令列表不会生成clean这个文件，刚才说过，只要执行了命令列表就算更新了目标，即使目标并没有生成也算。
在这个例子还演示了命令前面加@和-字符的效果：
如果make执行的命令前面加了@字符，则不显示命令本身而只显示它的结果；
通常make执行的命令如果出错（该命令的退出状态非0）就立刻终止，不再执行后续命令，但如果命令前面加了-号，即使这条命令出错，make也会继续执行后续命令。
通常rm命令和mkdir命令前面要加-号，因为rm要删除的文件可能不存在，mkdir要创建的目录可能已存在，这两个命令都有可能出错，但这种错误是应该忽略的。
例如上面已经执行过一遍makeclean，再执行一遍就没有文件可删了，这时rm会报错，但make忽略这一错误，继续执行后面的echo命令：
rm:
cannotremove`main'
:
Nosuchfileordirectory
cannotremove`*.o'
[clean]Error1（ignored）
读者可以把命令前面的@和-去掉再试试，对比一下结果有何不同。
这里还有一个问题，如果当前目录下存在一个文件叫clean会怎么样呢？
$touchclean
$makeclean
`clean'
如果存在clean这个文件，clean目标又不依赖于任何条件，make就认为它不需要更新了。
而我们希望把clean当作一个特殊的名字使用，不管它存在不存在都要更新，可以添一条特殊规则，把clean声明为一个伪目标：
.PHONY:
clean
这条规则没有命令列表。
类似.PHONY这种make内建的特殊目标还有很多，各有不同的用途，详见[GNUmake]。
在C语言中要求变量和函数先声明后使用，而Makefile不太一样，这条规则写在clean:
规则的后面也行，也能起到声明clean是伪目标的作用：
当然写在前面也行。
gcc处理一个C程序分为预处理和编译两个阶段，类似地，make处理Makefile的过程也分为两个阶段：
1.首先从前到后读取所有规则，建立起一个完整的依赖关系图，例如：
图
22.1.
Makefile的依赖关系图
2.然后从缺省目标或者命令行指定的目标开始，根据依赖关系图选择适当的规则执行，执行Makefile中的规则和执行C代码不一样，并不是从前到后按顺序执行，也不是所有规则都要执行一遍，例如make缺省目标时不会更新clean目标，因为从上图可以看出，它跟缺省目标没有任何依赖关系。
clean目标是一个约定俗成的名字，在所有软件项目的Makefile中都表示清除编译生成的文件，类似这样的约定俗成的目标名字有：
∙all，执行主要的编译工作，通常用作缺省目标。
∙install，执行编译后的安装工作，把可执行文件、配置文件、文档等分别拷到不同的安装目录。
∙clean，删除编译生成的二进制文件。
∙distclean，不仅删除编译生成的二进制文件，也删除其它生成的文件，例如配置文件和格式转换后的文档，执行makedistclean之后应该清除所有这些文件，只留下源文件。
[33]只要符合本章所描述的语法的文件我们都叫它Makefile，而它的文件名则不一定是Makefile。
事实上，执行make命令时，是按照GNUmakefile、makefile、Makefile的顺序找到第一个存在的文件并执行它，不过还是建议使用Makefile做文件名。
除了GNUmake，有些UNIX系统的make命令不是GNUmake，不会查找GNUmakefile这个文件名，如果你写的Makefile包含GNUmake的特殊语法，可以起名为GNUmakefile，否则不建议用这个文件名。
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