IDE 不是程序员的唯一选择（五）
国庆休完了，干了许多事情，几乎没闲着。接下来写这个系列，有点提不起兴致的感觉。
如果一直讲 GNU Make 的话，就有点离题了。本来我是想讲讲，离开 IDE ，程序员该如何处理问题的。Make 只是一个起点。写着写着，就已经写的足够的多，可又似乎什么都没讲出来。有心的同学应该已经找到 GNU Make 的中文手册自己去研究了，我想大家若结合自己做过的项目，会发现其中奥妙无穷。而比较乐意享受快餐文化的另一批同学，可能还在等我的下文。该怎么说？还是先引用 VIM 主页上介绍 vim 的一句话，
Vim isn't an editor designed to hold its users' hands. It is a tool, the use of which must be learned.
是的，Make 也是，更多的编程开发工具都是。既然是工具，就必须付出学习成本。如果你觉得使用某种工具不需要支付学习成本，那么你一定失去了一些东西。只不过，你未必意识的到而已。
为了利用计算机帮助我们达到一个目的，原本有许多方法。有普通人的方式，有程序员的方式。程序员的方式是教会计算机代我们去做；普通的人方式是利用计算机协助我们去做。在 IDE 里，有时我们也想办法用独特的方式去教计算机做一些事情。IMHO, C++ 以及其千奇百怪的特性挖掘，建立出丰富的模板库很大程度就是来源于此。比如 boost 里有个叫 Boost::Spirit 的库，可以让 C++ 程序员书写近似的 BNF 的式子，生成一个解析器去分析它。但是为什么不考虑直接用 yacc 呢？它天然的就是为了处理 bnf 而存在的。因为 IDE 并不是一个很好的粘合剂，用来粘合这些工具。所以，我们把粘合层下移到了 C++ 编译器的层面。不幸的是，一旦我们给一个单一工具附加了太多使命后，无论是 IDE 还是 C++ 编译器，它们都会迅速的臃肿，直到不能承担；或者，我们干脆改变问题，让问题去适应解决手段，而不是接受手段去适应问题。
Make 是一个好的起点，它展示了一个功能单一简洁的工具，能且只能完成一个工具粘合剂的使命。并且完全以计算机的方式去工作。工具和工具之间以命令行，返回码，标准输入输出管道的方式藕荷。和人交互的界面是简单可读的文本。层次分明，顾而可堪大任。
多说无益，既然已经没有多少兴致向下写。就把剩下的时间集中在几个前面提到过的问题的解决上。剩下的一切就靠同学们自己研究摸索了。离开 IDE ，你应该得到了一片更广阔的天空，一切适合计算机协作的工具（有命令行接口）都能拿来使用。你不用再局限于别人是否给你提供了源代码，是否有良好的 DLL 插件接口，而只用关心前人做的工具是否适合你现在的需要。你用自己的头脑去发现捷径，而不是 google 一个 step by step 的教程。
问题一，如何让编译流程自动得到 .h 头文件的依赖关系？
C 语言的源文件依赖头文件是一个语言层面的东西，跟 Make 工具无关。有些构建工具，比如我曾经使用过的 boost jam 可以编写代码扫描器来完成这些，但 GNU Make 是没有的。没有并不是坏事，一个优秀的工具的原则应该是：努力做好一件事，并只做这一件。其实，分析源代码找到依赖之头文件，并不是一件容易的事情，至少你需要实现 C 语言的宏的解析工作。这应该是 C/C++ 编译器的一部分。
可惜我在 VC 中没找到编译选项可以只完成头文件依赖关系的处理流程。所以，如果你想在 Windows 下使用机器自动生成依赖关系，还得装一个 gcc 。Mingw 的 gcc 是一个不错的选择。你完全可以用 gcc 去分析头文件的依赖关系，再用 vc 来编译代码，虽然有点奇怪，但有何不可呢？一切工具皆可为我所用。
gcc 在命令行加上参数 -MM ，即可生成 GNU Make 格式的依赖关系文本（包括直接和间接的关系）。这个文本输出在标准输出上。但是，其输入格式里，目标文件的后缀是 .o 而不是 VC 默认的 .obj 。不过没有关系，VC 编译 .c 生成 .o 而不是 .obj 就好了。
下面来看我们前面几篇提到的那个小项目，foo.c bar.c foo.h 最后编译生成 foobar.exe 。我写一个完整的改进版在下面：
SRCS=foo.c bar.c
OBJS=$(SRCS:.c=.o)
MAKEDEPEND=gcc -MM
CFLAGS=/Zi
all : foobar.exe
.depend:
$(MAKEDEPEND) $(SRCS) > $@
depend:
-del .depend
$(MAKE) .depend
clean :
-del foobar.exe $(OBJS)
foobar.exe : $(OBJS)
%.exe :
link /out:$@ $^
$(OBJS) : %.o : %.c
cl /c /Fo$@ $(CFLAGS) $<
include .depend
这里出现了许多前面没有提到过的陌生用法。下面一一讲解：
SRCS=foo.c bar.c OBJS=$(SRCS:.c=.o)
仅凭猜测，我们就能知道，OBJS 会被定义成 foo.o bar.o 。GNU Make 有着强大的字符串处理功能，非常适合做这类事情。像这种后缀匹配替换，用这个简单的语法就可以表达了。如果在 SRCS 里定义了多种不同后缀的字符串，比如有 .c .cpp .asm 等等，我们可以先筛选出 .c 的部分，即 CSRCS = $(filter %.c,$(SRCS)) 。这里不再详述。
需要稍加说明的是这里的一个赋值：OBJS=$(SRCS:.c=.o) 。OBJS 的值依赖了另一个变量 SRCS 。那么，OBJS 的求值过程是什么是否发生的呢？这个对于敏感的程序员应该是头脑中立刻显现的问题。
答案是，直到 OBJS 被真正用到，取值的时候，$(SRCS:.c=.o) 的求值过程才被触发。也就是说，你可以在下面修改 SRCS 的值（通过 = 或 += 等）而 OBJS 的值总是正确的。
btw, 如果你希望求值过程立刻进行，可以用 := 而不是 = 。具体请翻阅 GNU Make 的文档。
在 Makefile 的最后，include .depend 包含了一个暂时还不存在的 .depend 文件。当 Make 工作的时候，发现一个文件不存在，都会试图构建它，include 指令中出现的文件也不例外。所以，第一次运行，会触发 .depend 文件的构建。
.depend:
$(MAKEDEPEND) $(SRCS) > $@
通过调用 gcc -MM ，gcc 会输出类似 foo.o : foo.c foo.h 这样的文本行，借助命令行管道操作，我们把输出定向到了 $@ ，即文件 .depend 中。
而第 2 次运行 Make ，由于 .depend 文件已经存在，依赖关系则不再构建。
如果我们修改了 .c 文件中引用的 .h 文件怎么办？简单的方法就是删除 .depend ，重新 Make 。当然，这里我们提供了一个叫做 depend 的伪目标来帮我们做这件事情。
depend:
-del .depend
$(MAKE) .depend
这里出现了一个 $(MAKE) 没有定义的变量。这个变量是由 Make 自己定义的，它的值即为自己的位置，方便 Make 递归调用自己。在以后的篇章里，我们会继续发现 Make 自身递归调用的威力。
还有问题吗？
自然是有的。
.depend 文件并不能自动随着项目源码的修改而变更。这显然不够自动化。只不过我们在改进这一点时，需要先问一下自己，你的项目真的需要这个吗？很多项目，并不常变更依赖关系。而作为开发人员自己，在不段的修改代码时，心里非常清楚什么时候应该重新 gmake depend 。而对于第一编译项目，且很有可能不再修改源代码重新编译的人来说，生成一次 .depend 文件足够了。
我们可以简单的让 .depend 文件每次重新生成，这或许比仔细检查每个文件的变更情况然后重新生成更为廉价。（为什么？怎么做？这两个问题同学们自己思考：）
简单的在 .depend : 后加一个依赖关系，比如 .depend : $(SRCS) 行不行？在这个例子里没有问题，但是如果更复杂的情况下，比如 .h 文件中又包含了新的 .h ，可能就不能正确的重构 .depend 文件了。
另一方面，.depend 包含了所有 .c 文件和 .h 文件的依赖关系，因为一个文件的变更而重新扫描所有源文件值得吗？
这个问题不好回答。如果项目太大太大，或许有性能问题。不过，为什么你要把这么大的项目所有源文件放在一个子项目中？要知道，使用 Make 构建子项目，比如说一个静态库，是非常廉价的。（这个问题以后再来探讨）
无论如何，没有不能解决的问题。我们自然可以去生成独立的依赖关系描述文件，然后把依赖关系的描述文件和构建过程本身建立依赖关系。这个做起来比较复杂，但是也很有趣。（提示：gcc 的新版本命令行支持 -MMD ，可以把 .o 换为 .d ，这个功能目的何在？）不过，云风提醒大家，切勿钻牛角尖。一切工具只是帮助我们更便捷的达到目标。我们要认清目标，再选择好工具和恰当的用法。
今天就到这里，下一次我们继续讨论另外几个常见问题：如何管理和组织源文件树木更多的项目，怎么组织负责的源代码目录树。以及怎样像 VS 做的那样，为 Release 版和 Debug 版的目标文件分目录存放，并保存源代码目录的清洁。
Comments
Posted by: lorry.lee | (25) March 5, 2015 11:19 PM
Posted by: tdus | (24) February 24, 2009 11:37 AM
Posted by: alex | (23) January 14, 2009 07:23 PM
Posted by: qwedcxza | (22) October 17, 2008 09:06 AM
Posted by: Cloud![[TypeKey Profile Page]](https://blog.codingnow.com/nav-commenters.gif)
| (21)
October 16, 2008 10:09 PM
Posted by: qwedcxza | (20) October 16, 2008 08:59 PM
Posted by: qwedcxza | (19) October 16, 2008 08:42 PM
Posted by: qwedcxza | (18) October 16, 2008 08:39 PM
Posted by: Anonymous | (17) October 16, 2008 10:26 AM
Posted by: chentan | (16) October 15, 2008 12:40 AM
Posted by: bennie | (15) October 13, 2008 10:03 AM
Posted by: csut | (14) October 12, 2008 05:26 PM
Posted by: levin | (13) October 12, 2008 11:29 AM
Posted by: dikatour | (12) October 11, 2008 09:25 AM
Posted by: Jim | (11) October 10, 2008 02:57 PM
Posted by: loverwei | (10) October 10, 2008 12:34 AM
Posted by: kc | (9) October 9, 2008 10:18 AM
Posted by: Anonymous | (8) October 8, 2008 09:23 PM
Posted by: amtf | (7) October 8, 2008 09:56 AM
Posted by: roy_hu | (6) October 8, 2008 02:23 AM
Posted by: yue169 | (5) October 8, 2008 12:21 AM
Posted by: Cloud![[TypeKey Profile Page]](https://blog.codingnow.com/nav-commenters.gif)
| (4)
October 7, 2008 11:40 PM
Posted by: Anonymous | (3) October 7, 2008 11:28 PM
Posted by: Anonymous | (2) October 7, 2008 11:25 PM
Posted by: macro | (1) October 7, 2008 11:12 PM