# 1.9 為語言設定標準
**NOTE**:*此示例代碼可以在 https://github.com/dev-cafe/cmake-cookbook/tree/v1.0/chapter-01/recipe-09 中找到,包含一個C++和Fortran示例。該示例在CMake 3.5版(或更高版本)中是有效的,并且已經在GNU/Linux、macOS和Windows上進行過測試。*
編程語言有不同的標準,即提供改進的語言版本。啟用新標準是通過設置適當的編譯器標志來實現的。前面的示例中,我們已經展示了如何為每個目標或全局進行配置。3.1版本中,CMake引入了一個獨立于平臺和編譯器的機制,用于為`C++`和`C`設置語言標準:為目標設置` <LANG>_STANDARD`屬性。
## 準備工作
對于下面的示例,需要一個符合`C++14`標準或更高版本的`C++`編譯器。此示例代碼定義了動物的多態,我們使用`std::unique_ptr`作為結構中的基類:
```c++
std::unique_ptr<Animal> cat = Cat("Simon");
std::unique_ptr<Animal> dog = Dog("Marlowe);
```
沒有為各種子類型顯式地使用構造函數,而是使用工廠方法的實現。工廠方法使用`C++11`的可變參數模板實現。它包含繼承層次結構中每個對象的創建函數映射:
```c++
typedef std::function<std::unique_ptr<Animal>(const
std::string &)> CreateAnimal;
```
基于預先分配的標簽來分派它們,創建對象:
```c++
std::unique_ptr<Animal> simon = farm.create("CAT", "Simon");
std::unique_ptr<Animal> marlowe = farm.create("DOG", "Marlowe");
```
標簽和創建功能在工廠使用前已注冊:
```c++
Factory<CreateAnimal> farm;
farm.subscribe("CAT", [](const std::string & n) { return std::make_unique<Cat>(n); });
farm.subscribe("DOG", [](const std::string & n) { return std::make_unique<Dog>(n); });
```
使用`C++11 Lambda`函數定義創建函數,使用`std::make_unique`來避免引入裸指針的操作。這個工廠函數是在`C++14`中引入。
**NOTE**:*CMake的這一功能是在3.1版中添加的,并且還在更新。CMake的后續版本為`C++`標準的后續版本和不同的編譯器,提供了越來越好的支持。我們建議您在文檔頁面上檢查您選擇的編譯器是否受支持: https://cmake.org/cmake/help/latest/manual/cmake-compile-features.7.html#supported-compiler*
## 具體實施
將逐步構建`CMakeLists.txt`,并展示如何設置語言標準(本例中是`C++14`):
1. 聲明最低要求的CMake版本,項目名稱和語言:
```cmake
cmake_minimum_required(VERSION 3.5 FATAL_ERROR)
project(recipe-09 LANGUAGES CXX)
```
2. 要求在Windows上導出所有庫符號:
```cmake
set(CMAKE_WINDOWS_EXPORT_ALL_SYMBOLS ON)
```
3. 需要為庫添加一個目標,這將編譯源代碼為一個動態庫:
```cmake
add_library(animals
SHARED
Animal.cpp
Animal.hpp
Cat.cpp
Cat.hpp
Dog.cpp
Dog.hpp
Factory.hpp
)
```
4. 現在,為目標設置了`CXX_STANDARD`、`CXX_EXTENSIONS`和`CXX_STANDARD_REQUIRED`屬性。還設置了`position_independent ent_code`屬性,以避免在使用一些編譯器構建DSO時出現問題:
```cmake
set_target_properties(animals
PROPERTIES
CXX_STANDARD 14
CXX_EXTENSIONS OFF
CXX_STANDARD_REQUIRED ON
POSITION_INDEPENDENT_CODE 1
)
```
5. 然后,為"動物農場"的可執行文件添加一個新目標,并設置它的屬性:
```cmake
add_executable(animal-farm animal-farm.cpp)
set_target_properties(animal-farm
PROPERTIES
CXX_STANDARD 14
CXX_EXTENSIONS OFF
CXX_STANDARD_REQUIRED ON
)
```
6. 最后,將可執行文件鏈接到庫:
```cmake
target_link_libraries(animal-farm animals)
```
7. 現在,來看看貓和狗都說了什么:
```shell
$ mkdir -p build
$ cd build
$ cmake ..
$ cmake --build .
$ ./animal-farm
I'm Simon the cat!
I'm Marlowe the dog!
```
## 工作原理
步驟4和步驟5中,我們為動物和動物農場目標設置了一些屬性:
* **CXX_STANDARD**會設置我們想要的標準。
* **CXX_EXTENSIONS**告訴CMake,只啟用`ISO C++`標準的編譯器標志,而不使用特定編譯器的擴展。
* **CXX_STANDARD_REQUIRED**指定所選標準的版本。如果這個版本不可用,CMake將停止配置并出現錯誤。當這個屬性被設置為`OFF`時,CMake將尋找下一個標準的最新版本,直到一個合適的標志。這意味著,首先查找`C++14`,然后是`C++11`,然后是`C++98`。(譯者注:目前會從`C++20`或`C++17`開始查找)
**NOTE**:*本書發布時,還沒有`Fortran_STANDARD`可用,但是可以使用`target_compile_options`設置標準,可以參見: https://github.com/devcafe/cmake-cookbook/tree/v1.0/chapter-01/recipe-09*
**TIPS**:*如果語言標準是所有目標共享的全局屬性,那么可以將`CMAKE_<LANG>_STANDARD `、`CMAKE_<LANG>_EXTENSIONS`和`CMAKE_<LANG>_STANDARD_REQUIRED`變量設置為相應的值。所有目標上的對應屬性都將使用這些設置。*
## 更多信息
通過引入編譯特性,CMake對語言標準提供了更精細的控制。這些是語言標準引入的特性,比如`C++11`中的可變參數模板和`Lambda`表達式,以及`C++14`中的自動返回類型推斷。可以使用`target_compile_features()`命令要求為特定的目標提供特定的特性,CMake將自動為標準設置正確的編譯器標志。也可以讓CMake為可選編譯器特性,生成兼容頭文件。
**TIPS**:*我們建議閱讀CMake在線文檔,全面了解`cmake-compile-features`和如何處理編譯特性和語言標準: https://cmake.org/cmake/help/latest/manual/cmake-compile-features.7.html 。*
- Introduction
- 前言
- 第0章 配置環境
- 0.1 獲取代碼
- 0.2 Docker鏡像
- 0.3 安裝必要的軟件
- 0.4 測試環境
- 0.5 上報問題并提出改進建議
- 第1章 從可執行文件到庫
- 1.1 將單個源文件編譯為可執行文件
- 1.2 切換生成器
- 1.3 構建和鏈接靜態庫和動態庫
- 1.4 用條件句控制編譯
- 1.5 向用戶顯示選項
- 1.6 指定編譯器
- 1.7 切換構建類型
- 1.8 設置編譯器選項
- 1.9 為語言設定標準
- 1.10 使用控制流
- 第2章 檢測環境
- 2.1 檢測操作系統
- 2.2 處理與平臺相關的源代碼
- 2.3 處理與編譯器相關的源代碼
- 2.4 檢測處理器體系結構
- 2.5 檢測處理器指令集
- 2.6 為Eigen庫使能向量化
- 第3章 檢測外部庫和程序
- 3.1 檢測Python解釋器
- 3.2 檢測Python庫
- 3.3 檢測Python模塊和包
- 3.4 檢測BLAS和LAPACK數學庫
- 3.5 檢測OpenMP的并行環境
- 3.6 檢測MPI的并行環境
- 3.7 檢測Eigen庫
- 3.8 檢測Boost庫
- 3.9 檢測外部庫:Ⅰ. 使用pkg-config
- 3.10 檢測外部庫:Ⅱ. 自定義find模塊
- 第4章 創建和運行測試
- 4.1 創建一個簡單的單元測試
- 4.2 使用Catch2庫進行單元測試
- 4.3 使用Google Test庫進行單元測試
- 4.4 使用Boost Test進行單元測試
- 4.5 使用動態分析來檢測內存缺陷
- 4.6 預期測試失敗
- 4.7 使用超時測試運行時間過長的測試
- 4.8 并行測試
- 4.9 運行測試子集
- 4.10 使用測試固件
- 第5章 配置時和構建時的操作
- 5.1 使用平臺無關的文件操作
- 5.2 配置時運行自定義命令
- 5.3 構建時運行自定義命令:Ⅰ. 使用add_custom_command
- 5.4 構建時運行自定義命令:Ⅱ. 使用add_custom_target
- 5.5 構建時為特定目標運行自定義命令
- 5.6 探究編譯和鏈接命令
- 5.7 探究編譯器標志命令
- 5.8 探究可執行命令
- 5.9 使用生成器表達式微調配置和編譯
- 第6章 生成源碼
- 6.1 配置時生成源碼
- 6.2 使用Python在配置時生成源碼
- 6.3 構建時使用Python生成源碼
- 6.4 記錄項目版本信息以便報告
- 6.5 從文件中記錄項目版本
- 6.6 配置時記錄Git Hash值
- 6.7 構建時記錄Git Hash值
- 第7章 構建項目
- 7.1 使用函數和宏重用代碼
- 7.2 將CMake源代碼分成模塊
- 7.3 編寫函數來測試和設置編譯器標志
- 7.4 用指定參數定義函數或宏
- 7.5 重新定義函數和宏
- 7.6 使用廢棄函數、宏和變量
- 7.7 add_subdirectory的限定范圍
- 7.8 使用target_sources避免全局變量
- 7.9 組織Fortran項目
- 第8章 超級構建模式
- 8.1 使用超級構建模式
- 8.2 使用超級構建管理依賴項:Ⅰ.Boost庫
- 8.3 使用超級構建管理依賴項:Ⅱ.FFTW庫
- 8.4 使用超級構建管理依賴項:Ⅲ.Google Test框架
- 8.5 使用超級構建支持項目
- 第9章 語言混合項目
- 9.1 使用C/C++庫構建Fortran項目
- 9.2 使用Fortran庫構建C/C++項目
- 9.3 使用Cython構建C++和Python項目
- 9.4 使用Boost.Python構建C++和Python項目
- 9.5 使用pybind11構建C++和Python項目
- 9.6 使用Python CFFI混合C,C++,Fortran和Python
- 第10章 編寫安裝程序
- 10.1 安裝項目
- 10.2 生成輸出頭文件
- 10.3 輸出目標
- 10.4 安裝超級構建
- 第11章 打包項目
- 11.1 生成源代碼和二進制包
- 11.2 通過PyPI發布使用CMake/pybind11構建的C++/Python項目
- 11.3 通過PyPI發布使用CMake/CFFI構建C/Fortran/Python項目
- 11.4 以Conda包的形式發布一個簡單的項目
- 11.5 將Conda包作為依賴項發布給項目
- 第12章 構建文檔
- 12.1 使用Doxygen構建文檔
- 12.2 使用Sphinx構建文檔
- 12.3 結合Doxygen和Sphinx
- 第13章 選擇生成器和交叉編譯
- 13.1 使用CMake構建Visual Studio 2017項目
- 13.2 交叉編譯hello world示例
- 13.3 使用OpenMP并行化交叉編譯Windows二進制文件
- 第14章 測試面板
- 14.1 將測試部署到CDash
- 14.2 CDash顯示測試覆蓋率
- 14.3 使用AddressSanifier向CDash報告內存缺陷
- 14.4 使用ThreadSaniiser向CDash報告數據爭用
- 第15章 使用CMake構建已有項目
- 15.1 如何開始遷移項目
- 15.2 生成文件并編寫平臺檢查
- 15.3 檢測所需的鏈接和依賴關系
- 15.4 復制編譯標志
- 15.5 移植測試
- 15.6 移植安裝目標
- 15.7 進一步遷移的措施
- 15.8 項目轉換為CMake的常見問題
- 第16章 可能感興趣的書
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