CMake学习:快速一步一步入门到进阶静态库+动态库(篇一)

第一部分：最简单的项目（只有一个 main.c）

项目结构

hello/                    ← 项目根目录
├── CMakeLists.txt       ← CMake 配置文件
└── main.c               ← 你的 C 代码

1.1 步骤 1：创建项目文件夹

mkdir hello
cd hello

1.2 步骤 2：创建 main.c

文件位置： hello/main.c

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello, CMake!\n");
    return 0;
}

1.3 步骤 3：创建 CMakeLists.txt

文件位置： hello/CMakeLists.txt

# 1. 指定 CMake 最低版本
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)

# 2. 项目名称和语言
project(HelloProject LANGUAGES C)

# 3. 设置 C 标准
set(CMAKE_C_STANDARD 11)

# 4. 创建可执行文件
#    格式：add_executable(程序名 源文件)
add_executable(hello main.c)

1.4 步骤 4：编译和运行

# 在 hello 目录下执行

# 4.1 创建构建目录
mkdir build
cd build

# 4.2 生成构建文件
cmake ..

# 4.3 编译
cmake --build .

# 4.4 运行程序
./hello          # Linux/macOS
# 或
hello.exe        # Windows

输出：

Hello, CMake!

第一部分：最简单的项目

第二部分：创建和使用静态库

项目结构

math_project/                      ← 项目根目录
├── CMakeLists.txt                ← 根配置文件
├── mymath/                       ← 库文件夹
│   ├── CMakeLists.txt           ← 库的配置文件
│   ├── mymath.h                 ← 库的头文件
│   └── mymath.c                 ← 库的实现文件
└── main.c                        ← 主程序

2.1 步骤 1：创建项目结构

mkdir math_project
cd math_project
mkdir mymath

2.2 步骤 2：创建库的头文件

文件位置： math_project/mymath/mymath.h

#ifndef MYMATH_H
#define MYMATH_H

// 加法
int add(int a, int b);

// 减法
int subtract(int a, int b);

#endif

2.3 步骤 3：创建库的实现文件

文件位置： math_project/mymath/mymath.c

#include "mymath.h"

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int subtract(int a, int b) {
    return a - b;
}

2.4 步骤 4：创建库的 CMakeLists.txt

文件位置： math_project/mymath/CMakeLists.txt

# 创建静态库
# 格式：add_library(库名 STATIC 源文件列表)
add_library(mymath STATIC
    mymath.c
)

# 告诉 CMake 头文件在哪里
# PUBLIC 表示：使用这个库的人也能找到这个头文件
target_include_directories(mymath
    PUBLIC ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}
)

2.5 步骤 5：创建主程序

文件位置： math_project/main.c

#include <stdio.h>
#include "mymath.h"    // 使用库的头文件

int main() {
    int a = 10, b = 5;

    printf("%d + %d = %d\n", a, b, add(a, b));
    printf("%d - %d = %d\n", a, b, subtract(a, b));

    return 0;
}

2.6 步骤 6：创建根 CMakeLists.txt

文件位置： math_project/CMakeLists.txt

# 1. 基本设置
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(MathProject LANGUAGES C)
set(CMAKE_C_STANDARD 11)

# 2. 添加库的子目录
#    这会执行 mymath/CMakeLists.txt
add_subdirectory(mymath)

# 3. 创建主程序
add_executable(main main.c)

# 4. 链接库到主程序
#    格式：target_link_libraries(程序名 PRIVATE 库名)
target_link_libraries(main PRIVATE mymath)

2.7 步骤 7：编译和运行

# 在 math_project 目录下执行

mkdir build
cd build
cmake ..
cmake --build .
./main

输出：

10 + 5 = 15
10 - 5 = 5

创建和使用静态库

第三部分：创建和使用动态库

项目结构（和静态库一样）

dynamic_project/
├── CMakeLists.txt
├── mymath/
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── mymath.h
│   └── mymath.c
└── main.c

3.1 唯一的区别：库的 CMakeLists.txt

文件位置： dynamic_project/mymath/CMakeLists.txt

# 创建动态库
# 格式：add_library(库名 SHARED 源文件列表)
add_library(mymath SHARED
    mymath.c
)

target_include_directories(mymath
    PUBLIC ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}
)

3.2 其他文件完全相同

• mymath.h - 和静态库一样
• mymath.c - 和静态库一样
• main.c - 和静态库一样
• 根 CMakeLists.txt - 和静态库一样

3.3 编译和运行

mkdir build
cd build
cmake ..
cmake --build .

# Linux/macOS
./main

# Windows（需要把 dll 放在 exe 旁边）
main.exe

创建和使用动态库

第四部分：main 使用库的完整步骤

4.1 总结：main 使用库需要 3 步

步骤 1：在 main.c 中包含头文件

#include "mymath.h"    // 包含库的头文件

步骤 2：在 CMakeLists.txt 中链接库

# 根文件路径
target_link_libraries(main PRIVATE mymath)

步骤 3：确保库的头文件路径已设置

# 在库的 CMakeLists.txt 中
target_include_directories(mymath PUBLIC ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})

4.2 流程图

main.c
  ↓ (包含头文件)
mymath.h
  ↓ (CMake 链接)
mymath 库 (mymath.c 编译成的)
  ↓ (最终生成)
可执行文件 main

第五部分：静态库 vs 动态库对比

5.1 一句话区别

5.2 什么时候用哪个？

静态库适合：

• 小项目
• 不需要更新库
• 想要独立的可执行文件

动态库适合：

• 大型库（节省空间）
• 需要更新库（不用重新编译程序）
• 多个程序共享同一个库

第六部分：完整命令速查

6.1 创建可执行文件

add_executable(程序名 源文件1.c 源文件2.c ...)

例子：

add_executable(main main.c utils.c)

6.2 创建静态库

add_library(库名 STATIC 源文件1.c 源文件2.c ...)

例子：

add_library(mymath STATIC add.c subtract.c)

6.3 创建动态库

add_library(库名 SHARED 源文件1.c 源文件2.c ...)

例子：

add_library(mymath SHARED add.c subtract.c)

6.4 设置头文件路径

target_include_directories(库名 PUBLIC 路径)

例子：

target_include_directories(mymath PUBLIC ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})

6.5 链接库

target_link_libraries(程序名 PRIVATE 库名)

例子：

target_link_libraries(main PRIVATE mymath)

6.6 添加子目录

add_subdirectory(文件夹名)

例子：

add_subdirectory(mymath)

第七部分：常见错误和解决

7.1 错误 1：找不到头文件

错误信息：

fatal error: mymath.h: No such file or directory

原因： 没有设置头文件路径

解决： 在库的 CMakeLists.txt 中添加

target_include_directories(mymath PUBLIC ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})

7.2 错误 2：链接错误

错误信息：

undefined reference to `add'

原因： 没有链接库

解决： 在根 CMakeLists.txt 中添加

target_link_libraries(main PRIVATE mymath)

7.3 错误 3：找不到库文件

错误信息：

cannot find -lmymath

原因： 没有添加库的子目录

解决： 在根 CMakeLists.txt 中添加

add_subdirectory(mymath)

第八部分：完整项目模板（直接复制用）

8.1 推荐的项目结构

my_project/
├── CMakeLists.txt           ← 根配置
├── src/                     ← 主程序源文件
│   └── main.c
├── lib/                     ← 库文件夹
│   ├── mylib/
│   │   ├── CMakeLists.txt
│   │   ├── mylib.h
│   │   └── mylib.c
│   └── another_lib/
│       ├── CMakeLists.txt
│       ├── another.h
│       └── another.c
└── build/                   ← 构建目录（不提交到 git）

8.2 根 CMakeLists.txt 模板

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(MyProject VERSION 1.0 LANGUAGES C)

# C 标准
set(CMAKE_C_STANDARD 11)
set(CMAKE_C_STANDARD_REQUIRED ON)

# 添加库
add_subdirectory(lib/mylib)
add_subdirectory(lib/another_lib)

# 创建主程序
add_executable(main src/main.c)

# 链接库
target_link_libraries(main 
    PRIVATE mylib
    PRIVATE another_lib
)

8.3 库的 CMakeLists.txt 模板

# 创建库（STATIC 或 SHARED）
add_library(mylib STATIC
    mylib.c
)

# 设置头文件路径
target_include_directories(mylib
    PUBLIC ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}
)

总结

相关笔记

• CMake.md - 完整学习指南
• CMake 库完全指南.md - 库的深入讲解
• CMake C语言开发指南.md - C 语言专用

最后更新：2026-05-26