【CMake基础入门教程】第五课：拆分模块与使用 add_subdirectory() 构建子目录项目

好的，我们进入 第五课：拆分模块与使用 add_subdirectory() 构建子目录项目。

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目标

你将学会如何：

1. 拆分项目结构，把不同模块放入子文件夹；

2. 在主项目中使用 add_subdirectory() 引入子模块；

3. 使用 target_link_libraries() 连接模块；

4. 初步理解项目的“库化”和模块化管理。

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场景说明：把 math 模块拆分成独立模块

目录结构如下：

modular_project/
├── CMakeLists.txt           # 主工程
├── main.cpp                 # 主函数
└── math/
    ├── CMakeLists.txt       # 子模块自己的构建脚本
    ├── add.h
    └── add.cpp

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文件内容

✅ main.cpp

#include 
#include "add.h"

int main() {
    std::cout << "2 + 5 = " << add(2, 5) << std::endl;
    return 0;
}

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✅ math/add.h

#pragma once

int add(int a, int b);

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✅ math/add.cpp

#include "add.h"

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

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主目录下的 CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(ModularProject LANGUAGES CXX)

add_subdirectory(math)  # 引入 math 子目录

add_executable(main_app main.cpp)

# 设置标准
target_compile_features(main_app PRIVATE cxx_std_17)

# 链接 math 模块
target_link_libraries(main_app PRIVATE math_lib)

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子目录 math/CMakeLists.txt

# 创建 math_lib 库目标
add_library(math_lib add.cpp)

# 设置 math_lib 的头文件路径
target_include_directories(math_lib PUBLIC
    ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}
)

注意：这里我们把 add.cpp 编译为一个库，叫 math_lib，供主程序使用。

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重点命令讲解

命令	说明
add_subdirectory(math)	告诉 CMake 去处理 math/ 目录里的 CMakeLists.txt
add_library(math_lib ...)	创建一个库模块（可以是静态库或对象库）
target_include_directories(... PUBLIC ...)	表示该目标的头文件对外可见（可被 link 的目标访问）
target_link_libraries(main_app PRIVATE math_lib)	将主程序与 math_lib 链接起来

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✅ 构建步骤（和之前类似）

mkdir build
cd build
cmake .. -G "Visual Studio 17 2022"
cmake --build . --config Release
./Release/main_app.exe

预期输出：

2 + 5 = 7

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为什么要这样拆？

• 真实项目中每个模块都可能是独立库（比如通信、UI、算法）

• 可以独立编译、测试、调试

• 可以多人协作开发

• 模块和主程序解耦

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小测验

1. add_subdirectory() 是干什么的？

   ✅ 引入子模块并执行其 CMakeLists.txt

2. add_library(math_lib ...) 与 add_executable(...) 有什么区别？

   ✅ 前者是生成库，后者是生成可执行文件

3. 子模块里的头文件目录如何让主项目识别？

   ✅ 使用 target_include_directories(... PUBLIC ...)

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⏮️ 上一课回顾：

【CMake基础入门】第四课：项目结构与多个源文件、头文件管理

⏭️ 下一课预告：构建静态库 / 动态库与安装规则

下一课我们将深入：

• STATIC / SHARED 库的区别

• 如何使用 install() 命令生成可分发组件

• Windows 下构建 .dll 动态库和 .lib 静态库

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