C編程鬼話:完善MVC的DEMO,閑話MAKEFILE
不得不說一句,從開始,到現(xiàn)在,我不得不忍受著無法使用make MAKEFILE的折磨。而如果從開始到現(xiàn)在,所有的例子你都親自敲過諸如如下的命令:
- gcc -Wall attr.c value.c view.c control.c model.c -o attr
你或許會對C語言編程喪失信心。你甚至可能會出現(xiàn)一個代碼編譯的錯誤。當(dāng)你敲入
- gcc -Wall attr.c value.c view.c model.c -o attr
鏈接會有問題。這些手工的小失誤,帶來的都是麻煩事。還有更麻煩的。如果我們有100個C文件整合起來的工程。不算多,真的。如果改動一個文件,也按照上面的方式及執(zhí)行,就會很慢。特別是debug的時候,思路往往在你上次廁所后就容易斷掉。嘗試幾種測試方法,迅速觀測結(jié)果,對于某些類型的測試是需要的。而debug也經(jīng)常需要反復(fù)的修改和編譯鏈接。
一種好的做法,是我們先編譯,把對象文件保存,當(dāng)出現(xiàn)某個具體文件修改后,可以只對這個文件進(jìn)行編譯,而其他文件沒必要處理,然后由此對此次以及上次生成的沒有改變對應(yīng)源碼的對象文件一起鏈接。編譯相對鏈接,是個比較慢的工作。由此在你只改動control.c前后你可以如下操作。
沒改動control.c前,我們可以
- gcc -Wall -c attr.c value.c view.c control.c model.c
以上由于有了-c所以是多所有的C文件進(jìn)行編譯,生成同名的,后綴為.o的對象文件。
- gcc attr.o value.o view.o control.o model.o -o attr
這是將所有的對象文件作為資源,鏈接生成一個attr的執(zhí)行文件。
僅改動了control.c,那么我們可以
- gcc -Wall -c control.c
- gcc attr.o value.o view.o control.o model.o -o attr
但這樣也帶來個問題。很多情況下,經(jīng)常出現(xiàn)你實際改動的文件,并沒有被編譯,而原先的.o文件也存在。上述工作都不會報錯,而且你的改動并沒有被執(zhí)行程序所體現(xiàn)。通常的情況,你會徹底崩潰,為什么左改右改,就是沒變化。
這里提到一個新的參考文獻(xiàn) 6. <gun make 中文手冊> 徐海兵 譯。 我不認(rèn)識他,哈。不過難得我推薦一本中文書籍。理由如下:
1、這書即便有人認(rèn)為翻譯的爛,但多少對你學(xué)習(xí)make足以,沒覺得有什么翻譯不足導(dǎo)致影響原理,概念理解的地方。
2、make 更是個工具。主要是拿來用的。除非整天折騰makefile的人,相信我,通常你每3個月,才組織設(shè)計一次makefile,那么原理和概念的東西,還是會有失憶性遺漏,快速用起來這是關(guān)鍵。這和C標(biāo)準(zhǔn)資料還不一樣。后者。原理理解的一些偏差,可能導(dǎo)致代碼涉及的很大改動。
推薦gun make 中文手冊 。但不會如同其他參考文獻(xiàn)一樣,給出章節(jié)出處,做詳細(xì)闡述,是希望你該養(yǎng)成,自己通讀資料的習(xí)慣,而不是別人告訴你,具體哪頁,哪行的保姆時學(xué)習(xí)。 因此,我不會給出任何參考文獻(xiàn) 6的引用,當(dāng)然絕對不是對徐海兵的冒犯及不信任。
鬼話:如果你說你會寫C程序,而不會用make,拜托,千萬別出去拿C的招牌說事了。丟人,而且丟大了。
這里先說說make的精髓。我認(rèn)為有以下幾個方面。
1、文件敏感性。也即,當(dāng)make工作,會對文件是否修改很敏感。于是,你可以丟給他一堆文件,當(dāng)這些文件被更新時,它是可以根據(jù)規(guī)則,進(jìn)行有選擇的處理。
2、依賴,這種依賴,你可以理解成因果關(guān)系。甚至可以理解成觸發(fā)事件的響應(yīng)。這可比一般的腳本要爽太多。
3、規(guī)則。這是編程序的一個境界。突出強調(diào)規(guī)則,如同數(shù)學(xué)突出強調(diào)邏輯關(guān)系,而不是強調(diào)具體數(shù)值一樣。
4、腳本化。靈活的組織邏輯,而不是呆板的一行行的解釋執(zhí)行規(guī)則。
鬼話:為什么說make是這么好的東西。如果你認(rèn)為某個應(yīng)用程序或者linux的創(chuàng)始人算大牛,確實是大牛,那么make可以說是一堆歷史上的大牛,在經(jīng)歷過痛苦后,努力創(chuàng)造出來的東西。任何贊美之詞,如果你用在其他應(yīng)用軟件或工具上,make都值得同等對待。C語言,除了自身在代碼性能,底層開發(fā)上可以超越其他高級語言外,原生的make操作,也足以讓一個C程序員,藐視其他夸夸其談某個IDE多么人性化的程序員,因為大多數(shù)你看到的IDE,后臺都藏著make,make不單單為C語言服務(wù),無非C程序員當(dāng)然也包括C++程序員經(jīng)常直接面向make。不是我在激起語言和程序員的類別之爭。make 的設(shè)計,思想,對比現(xiàn)在很多什么架構(gòu),框架,要高明的多。雖然你看它是非常簡單和樸素的。相信我,make的熟練使用后,你一定會有對C語言設(shè)計脫胎換骨的感覺,無論你在那個操作系統(tǒng)下。當(dāng)然make這不是本書的重點,具體的學(xué)習(xí),需要系統(tǒng)的看對應(yīng)的資料,包括上面推薦的那本,此處僅介紹如何簡單的應(yīng)用,以降低我們現(xiàn)有C語言設(shè)計中的開發(fā)負(fù)擔(dān)。
先說說make的操作。通常就是個簡單的
- make
命令。make程序,會自動查找配置文件。也是傳說中的makefile,這算慣例,或潛規(guī)則。或者你可以
- make -f filename
filename 是一個任意文件。
但不是潛規(guī)則要求的文件名。這樣做通常用于臨時性的make使用,正式情況,不需要如此折騰。潛規(guī)則有個好處,你被潛規(guī)則了,其他人也會被潛規(guī)則。這樣降低你和其他人的交流成本。
由此,另一個做法是將你的計劃,寫在名為 GNUmakefile ,makefile ,Makefile這幾種文件名中任意一個。恩。make的潛規(guī)則文件名也有幾種寫法。但潛規(guī)則中的潛規(guī)則是,我們都用Makefile。如果老師考你 make的潛規(guī)則,都可以識別哪幾個文件名,他們的依次順序時,你可以毫不猶豫的向他豎中指。他如果問哪學(xué)的,你可以說是野鬼教的,因為他沒有說是那個版 本的make。不過豎歸豎,為了防止意外,你還是要知道,GNU make是按照GNUmakefile ,makefile ,Makefile依次進(jìn)行查找的,同時盡可能的確保你的目錄下只有Makefile一個文件。
需要特別說明的是,GNUmakefile人如其名,只有GNU make可以識別,make也有不同的版本和來源和C的編譯器一樣,只不過linux上用GNU make的還是比較多。但仍然建議使用 Makefile這個文件名。
有了潛規(guī)則,你就不需要如此寫
- $make Makefile
直接 make會查找。那么我們先做第一個例子。你將下面的內(nèi)容,保存為Makefile這個文件在./attr這個目錄下
- what:
- gcc -Wall -c ./attr.c ./control.c ./view.c ./value.c ./model.c
- gcc ./attr.o ./control.o ./view.o ./value.o ./model.o -o attr
- heihei:
- rm *.o
注意兩個書寫問題
1、what需要頂頭寫,表示一個操作的開始,用此來直接區(qū)分不同操作的描述范圍
2、gcc等實際操作的內(nèi)容前面需要空一個tab。
鬼話:“操作”只是我的口頭語,官方的說法叫“規(guī)則的目標(biāo)”,我只是希望新手理解實際就是一個操作,而且操作里面可以有很多命令 依次組成依次執(zhí)行,而且make一次只會對一個操作進(jìn)行操作,除非其他操作和這個操作有依賴關(guān)系。但操作通常都是有操作的結(jié)果(輸出的文件),所以叫規(guī)則 的目標(biāo)
鬼話:“頂頭寫”除了描述“規(guī)則的目標(biāo)”外,還有很多其他頂頭寫的事情,因此,不單單要頂頭寫,你還需要加上個‘:’,這樣,make就可以知道,頂頭寫,同時存在一個‘:’則是一個操作的開始,也就是“規(guī)則的目標(biāo)”。
鬼話:關(guān)于"what",我實在想不出什么名詞,能說明“規(guī)則的目標(biāo)”有什么特殊的命名方式。用what是希望大家理解,規(guī)則的目標(biāo)的名字,并沒有什么特殊約束,你愛怎么寫怎么寫,但存在一些潛規(guī)則和make的規(guī)矩會讓你吃苦頭,只是我在邊上 “what,寫這個例子時,我確實在what,heihei"。比如通常,heihei應(yīng)該用 clean來實現(xiàn)。同時,你執(zhí)行如下命令
- make
- make what
- make clean
你會發(fā)現(xiàn),make沒有后面的參數(shù)時,執(zhí)行了what。不是因為what的單詞字幕更少。而是因為what是第一個規(guī)則。因此,通常你需要將最常用的,當(dāng)然 未 必是build操作,放在第一個。這樣可以簡化你的操作。直接make就可以。但這個最常用的,與你和你的開發(fā)小組第一直覺希望make做什么有關(guān)系。通常程 序員之間會說“這樣這樣后,make一下”而不會解釋make what。
你問“make what?"
同事說:“對就是make what!"
"make what what ???”
“就是make what 啊,你what 什么 what ?。?rdquo;
這說明兩個問題,第一,make的第一個規(guī)則,盡可能是你們小組的共識常用工作,第二,命名很重要。你和你的同伙"what"來“what"去,最多相互 懷疑智商問題。但如果你起名叫“love",然后和你的女同事說,記得make love一下。當(dāng)心她告你性騷擾。
現(xiàn)在你已經(jīng)發(fā)現(xiàn)make 針對Makefile有第一個好處了。就是批處理化。算是腳本的一種功能體現(xiàn)吧。不過你反復(fù)的執(zhí)行
- make what
系統(tǒng)會機(jī)械呆板的毫無保留的進(jìn)行執(zhí)行。如果我們只想執(zhí)行那些被改變的呢?你可以嘗試如下方式:
- what: ./control.c
- gcc -Wall -c ./attr.c ./control.c ./view.c ./value.c ./model.c
- gcc ./attr.o ./control.o ./view.o ./value.o ./model.o -o attr
保存,我們再執(zhí)行兩邊make?;蛘適ake what。
現(xiàn)在回到haha上。繼續(xù)make haha ,兩邊,恩,你會發(fā)現(xiàn)和前面一樣。沒錯。我們再換一下
- ./control.o:./control.c
- gcc -Wall -c ./attr.c ./control.c ./view.c ./value.c ./model.c
- gcc ./attr.o ./control.o ./view.o ./value.o ./model.o -o attr
- clean:
- rm *.o
我們再make,此時make會提示,./contorl.o是最新的了。沒有必要處理。這是因為make會根據(jù)目標(biāo),./control.o的依賴,./control.c來判斷,是否需要對目標(biāo)進(jìn)行重新處理。如果依賴沒有被更新過,那么目標(biāo)對應(yīng)的處理,就是下面的兩個gcc命令,則不會進(jìn)行。這樣好處是顯而易見的。你對應(yīng)的C文件沒有更新,何必處理呢?
你此時,將control.c的第一行,加次回車,意思是讓文件多個空白行。保存,再
- make
此時,gcc又被運行了。怎么樣?讓make幫你查找當(dāng)前那些文件被改動了,很方便,很貼心吧。不過此時又有個問題,你嘗試將model.c同樣加上一個空白行,保存,再
- make
結(jié)果提示,已是最新文件。沒辦法,確實如此啊,你的依賴規(guī)則只提到了control.c,而你的目標(biāo)是./control.o,無非目標(biāo)下的執(zhí)行,你做了很多.o的生成,和最終attr執(zhí)行程序的鏈接。同樣的錯誤會發(fā)生在你修改control.h。make會查找依賴的文件的更新情況。但是不會啟動C的預(yù)編譯系統(tǒng)來判斷,其所#include的文件是否更新。
你可以嘗試
- make
- make clean
- make
此時,clean會刪除掉所有的.o文件,所以第二次make又再次運行。因此make除了看依賴是否改變,還會看目標(biāo)是否存在。由此引發(fā)一個問題。你嘗試
- make
- rm attr
- make
怎么樣?第二次make不工作了。因為./control.o確實存在啊。即便./attr被刪除了。但和目標(biāo)生成的依賴沒有關(guān)系。和目標(biāo)也沒關(guān)系。雖然你的批處理的最終目標(biāo)是./attr。但是make 的默認(rèn)操作是看./control.o由此你需要注意,考慮一個現(xiàn)實,最終編譯鏈接,是做什么事情?通常我們將編譯鏈接的工作稱為build。區(qū)別于強制工作 rebuild,即便所有的文件沒有被更新,也將所有的文件進(jìn)行重新操作。由此我們可以如下寫:
- control.o:./control.c ./control.h
- gcc -Wall -c ./control.c
- ./value.o:./value.c ./value.h
- gcc -Wall -c ./model.c
- ./model.o:./model.c ./value.h
- gcc -Wall -c ./model.c
- ./view.o:./view.c ./value.h
- gcc -Wall -c ./view.c
- ./attr.o:./attr.c ./value.h
- gcc -Wall -c ./attr.c
- build:./control.o ./value.o ./model.o ./view.o ./attr.o
- gcc ./attr.o ./control.o ./view.o ./value.o ./model.o -o attr
- rebuild:
- clean
- build
- clean:
- rm *.o
我們運行一下
- make clean
- make
哦,第一次單獨的make會出來一個
- gcc -Wall -c ./control.c
- make build
哦。有一堆 gcc -Wall,還有一個錯誤,提示,沒有value.o這個文件。導(dǎo)致無法鏈接。還是那句
鬼話:我盡可能教錯的,這樣你才知道,對的有什么價值。與其挨老師的板子說你不努力死記硬背,不如到我野鬼的坑里摔一摔,鍛煉個強健筋骨。
如果你再運行make rebuild
會提示,找不到clean
如果你再次運行
- make build
則仍然會繼續(xù)執(zhí)行,不在乎是否.o存在,C文件是否被更新。
即便你更新 define_attr.h,對于model.o仍然無動于衷。你忘了在./model.o的依賴中增加這個文件了嘛。
上面這個情況說明了幾個問題:
1、make 仍然是針對第一個規(guī)則目標(biāo)進(jìn)行默認(rèn)處理。
2、make build 依次檢測.o文件這些目標(biāo),并根據(jù).o文件啟動對應(yīng)的目標(biāo)的執(zhí)行。
3、你會發(fā)現(xiàn),./value.o:的實際執(zhí)行書寫不當(dāng),導(dǎo)致沒有去完成./value.o的生成,而是做了model.o的工作。
4、clean我確實寫了,為什么找不到?
5、很多依賴好煩人,難道我們需要根據(jù)C代碼一個個找頭文件?你忘了在./model.o的依賴中增加這個文件了嘛。
6、make build總在執(zhí)行。正常,build看成了一個目標(biāo)。而這個目標(biāo)并不是文件,則make始終認(rèn)為這個目標(biāo)需要執(zhí)行。
針對第一個問題,如果你反復(fù)debug時,需要盡可能的將所有的編譯,并鏈接,那么build是需要作為默認(rèn)規(guī)則。因此我們需要把build調(diào)整到第一個位置。
第二第三個問題是,該死的規(guī)則依賴的書寫方式,還是麻煩和容易書寫出錯。我們可以使用通配符和自動化變量來設(shè)計一個通用處理方法。如下
- %.o:%.c
- gcc -Wall -c $< $@
%表示一個通配符。這只能正對 x.o ,而不會針對x.p.o等情況。
- %.o:%.c
表示,任意文件名,后綴為.c的,為依賴,對應(yīng)的目標(biāo)文件是同名的文件名,后綴為.o,我們使用同樣一個規(guī)則。
$< 表示規(guī)則的依賴,$@表示規(guī)則的目標(biāo)。其實你更本不需要寫這個內(nèi)容,make也隱藏了這個默認(rèn)規(guī)則。無非默認(rèn)的情況并沒有沒用-Wall
第四個問題是,為什么rebuild的操作找不到clean。很簡單,clean是個操作規(guī)則,你可以理解成一個函數(shù)調(diào)用另一個函數(shù),而不是具體的執(zhí)行語句,當(dāng)然切記clean并不是個函數(shù),因此你應(yīng)當(dāng)把clean作為一個依賴放到rebuild 之后,而不是作為操作。clean不是磁盤文件,此時make 在磁盤上尋找clean自然找不到。這還只是個故事,如果想讓故事增加點懸疑,你可以讓磁盤上真有個叫clean的文件。這種情況下,如果僅是個操作,而不是文件,那么你需要用.PHONY來說明一下。
第5個問題,我們可以借助gcc的一個工作, -MM,其目的是,對C文件進(jìn)行分析,列出其依賴的頭文件是什么。你可以執(zhí)行如下命令
- gcc -M model.c
- gcc -MM model.c
看一下 ,上述兩個參數(shù)的差異。為了省省屏幕,通常還是-MM吧,他可以忽略默認(rèn)的頭文件位置,也即那些 <>內(nèi)的頭文件。除非你需要檢查<>內(nèi)的頭文件是否路徑引用正確。否則 -MM是首選。此時gcc給自動給你打印出依賴,只不過在屏幕上。你完全可以將其輸出在一個文件里。如下:
- gcc -MM model.c > model.d
我們可以在Makefile 里 增加
- sinclude model.d
這基本等同于C語言里的#include。將model.d的內(nèi)容增加到當(dāng)前Makefile中進(jìn)行分析,執(zhí)行。
第6個問題,一個簡單的方法如下,我們可以讓build的依賴是最終的執(zhí)行文件。而最終的執(zhí)行文件作為一個目標(biāo),其依賴各種.o如下
- build: attr
- attr:./control.o ./value.o ./model.o ./view.o ./attr.o
因此我們的Makefile可以如下設(shè)計
- build:attr
- attr:%.o
- gcc ./attr.o ./control.o ./view.o ./value.o ./model.o -o attr
- rebuild:
- clean
- build
- clean:
- rm *.o *.d
- include view.d model.d value.d attr.d control.d
- %.o :%.c %d
- gcc -Wall -c $< -o $@
- .PHONY: rebuild clean build
不過這樣還是麻煩,因為你需要手工把所有的.d文件進(jìn)行生成才能使用,而且你會發(fā)現(xiàn)源代碼的文件名被使用了很多地方,無非是后綴有.d,有.o,雖然我們使用%.o做了個通配符的.o依賴,讓所有當(dāng)前能找到.o都加入進(jìn)來,但仍然是麻煩。一個簡單清爽的做法如下:
- CFLAG := -Wall -c
- CC := gcc
- sources = model.c view.c attr.c control.c value.c
- build:attr
- %.o :%.c
- $(CC) $(CFLAG) $< -o $@
- %.d: %.c
- $(CC) -MM $< > $@.$$$$; \
- sed 's,\($*\)\.o[ :]*,\1.o $@ : ,g' < $@.$$$$ > $@; \
- rm -f $@.$$$$
- sinclude $(sources:.c=.d)
- attr:$(sources:.c=.o)
- gcc $^ -o $@
- clean:
- -rm %.o %.d
- rebuild:clean build
- .PHONY:rebuild clean build
注意幾個問題
$< ,$@,$^詳細(xì)信息,你需要參考文獻(xiàn) 6,他們是自動化變量。
%,和*的差異,也需要仔細(xì)閱讀參考文獻(xiàn) 6 。
sinclude 可以引入一批文件。
rm之前多了個 -,意思是如果這是個錯誤執(zhí)行,則忽略,而不是make中斷。你覺得沒用?那你將 -rm %.o刪除掉。然后嘗試執(zhí)行以下命令
- make clean
- make rebuild
沒有.o文件,好事啊,難道就不能繼續(xù)build嗎?make對實際的執(zhí)行命令,如果出錯就停止了。還是安心加上 -吧,如果有些執(zhí)行不在乎其是否正常,rm是典型的例子。
%d:%c后面執(zhí)行的是什么意思?你在參考文獻(xiàn)6中同樣可以找到。這里還引入了變量的概念。
鬼話:變量是個好東西,你可以和C語言中的#define近似理解。不過還是有些區(qū)別,在展開的時候。同時特別諸如CC,CFLAG這些變量,屬于隱含的變量。本身系統(tǒng)會有一定默認(rèn)的含義,上面這樣的做法,是重新書寫定義,不要亂表示其他內(nèi)容。多看看書是有好處的。
針對上面的內(nèi)容,基本上你可以直接根據(jù)C文件的列表,也即你修改sources的后續(xù)內(nèi)容進(jìn)行自動化編譯了。包括依賴的自動生成。當(dāng)然你完全可以如下操作,畢竟gcc -MM的內(nèi)容,通常不重要,看這也眼花。
- %.d: %.c
- @set -e; rm -f $@;\
- $(CC) -MM $(CFLAGS) $< > $@.$$$$;\
- sed 's,\($*\)\.o[ :]*,\1.o $@ : ,g' < $@.$$$$ > $@;\
- rm -f $@.$$$$
鬼話:上面這些內(nèi)容該怎么解釋。我說了。多半你也忘,不如你自己查資料。與其google一下,不如找到shell的相關(guān)書籍尋找答案。我希望從告訴你什么資料,多少頁多少行,最初級階段開始,到我告訴你這本書,你自己找,到你自己去尋找一本書,找到相關(guān)內(nèi)容,這么延伸的提升你自主查找資料的能力。別抱怨我懶,我勤快了,你就懶。我懶,你就有機(jī)會勤快了。