当项目比较大的时候，往往需要将代码划分为几个模块，可能还会分离出部分通用模块，在多个项目之间同时使用；当然，也可能是依赖开源的第三方库，在项目中包含第三方源代码或者编译好的库文件。本文将会介绍CMake中如何模块化地执行编译，以及指定目标对相应库文件的依赖。

在上一篇文章中，笔者介绍了一个比较完备的CMakeists.txt该如何书写。往期文章可以查看专栏：CMake实践应用专题，上一篇文章链接如下：

但是上一篇文章介绍的CMakeLists.txt一般是在项目初期的样子，随着项目代码原来越多，或者功能越来越多，代码可能会分化出不同的功能模块，并且有一些可能是多个项目通用的模块，这时为了更好地管理各个模块，可以为每个模块都编写一个CMakeLists.txt文件，然后在父级目录中对不同编译目标按需添加依赖。

本文着重介绍下面的内容：

1. 模块化管理构建系统(add_subdirectory)
2. 导入编译好的目标文件
3. 添加库依赖

一 模块化构建

在前面的文章中介绍过，CMakeLists.txt是定义一个目录（Source Tree）的构建系统的，所以对于模块化构建，其实就是分别为每一个子模块目录编写一个CMakeLists.txt，在其父目录中“导入”子目录的构建系统生成对应的目标，以便在父目录中使用。

下面仍以开源项目：https://gitee.com/RealCoolEngineer/cmake-template为例，基于上一篇文章的状态进行修改，本文对应的commit id为：4bfb85b。

假设项目目录结构如下：

./cmake-template
├── CMakeLists.txt
├── src
│   └── c
│       ├── cmake_template_version.h
│       ├── cmake_template_version.h.in
│       ├── main.c
│       └── math
│           ├── add.c
│           ├── add.h
│           ├── minus.c
│           └── minus.h
└── test
    └── c
        ├── test_add.c
        └── test_minus.c

现在的编译任务为：

1. 将math目录视为子模块，为其单独定义构建系统
2. 整个项目依赖math模块的编译结果，生成其他目标文件

1 定义子目录的构建系统

只要是定义目录的构建系统，都是在此目录下创建一个CMakeLists.txt文件，其结构和语法在上一篇文章已经介绍的比较详细。

因为主要进行模块的编译工作，所以一般只需要编译构建库文件（静态库或者动态库），以及针对该库对外提供接口的一些单元测试即可，所以可以写的比较简单一些。

在src/math目录下新建CMakeLists.txt文件，内容如下：

cmake_minimum_required(VERSION 3.12)
project(CMakeTemplateMath VERSION 0.0.1 LANGUAGES C CXX)

aux_source_directory(. MATH_SRC)
message("MATH_SRC: ${MATH_SRC}")

add_library(math STATIC ${MATH_SRC})

如上代码所示，对于子目录（模块），一般也有自己的project命令，同时如果有需要，也可以指定自己的版本号。

这里使用了一个此前没有提到的命令：aux_source_directory，该命令可以搜索指定目录（第一个参数）下的所有源文件，将源文件的列表保存到指定的变量（第二个参数）。

2 包含子目录

通过命令add_subdirectory包含一个子目录的构建系统，其命令格式如下：

add_subdirectory(source_dir [binary_dir] [EXCLUDE_FROM_ALL])

其中source_dir就是要包含的目标目录，该目录下必须存在一个CMakeLists.txt文件，一般为相对于当前CMakeLists.txt的目录路径，当然也可以是绝对路径；

binary_dir是可选的参数，用于指定子构建系统输出文件的路径，相对于当前的Binary tree，同样也可以是绝对路径。 一般情况下，source_dir是当前目录的子目录，那么binary_dir的值为不做任何相对路径展开的source_dir；但是如果source_dir不是当前目录的子目录，则必须指定binary_dir，这样CMake才知道要将子构建系统的相关文件生成在哪个目录下。

如果指定了EXCLUDE_FROM_ALL选项，在子路径下的目标默认不会被包含到父路径的ALL目标里，并且也会被排除在IDE工程文件之外。但是，如果在父级项目显式声明依赖子目录的目标文件，那么对应的目标文件还是会被构建以满足父级项目的依赖需求。

综上，可以修改cmake-template项目根目录下的CMakeLists.txt文件，将原来的如下内容：

# Build math lib
add_library(math STATIC ${MATH_LIB_SRC})

修改为：

add_subdirectory(src/c/math)

构建的静态库的名字依旧是math，所以在编译demo目标时，链接的库的名字不用修改：

# Build demo executable
add_executable(demo src/c/main.c)
target_link_libraries(demo math)

此时构建和编译的命令没有任何改变：

➜ cmake-template # cmake -B cmake-build
➜ cmake-template # cmake --build cmake-build

上面的命令指定父项目的生成路径（Binary tree）为cmake-build，那么子模块（math）的生成路径为cmake-build/src/c/math，也就是说binary_dir为src/c/math，等同于source_dir。

二 导入编译好的目标文件

在前面介绍的命令add_subdirectory其实是相当于通过源文件来构建项目所依赖的目标文件，但是CMake也可以通过命令来导入已经编译好的目标文件。

1 导入库文件

使用add_library命令，通过指定IMPORTED选项表明这是一个导入的库文件，通过设置其属性指明其路径：

add_library(math STATIC IMPORTED)
set_property(TARGET math PROPERTY
             IMPORTED_LOCATION "./lib/libmath.a")

对于库文件的路径，也可以使用find_library命令来查找，比如在lib目录下查找math的Realse和Debug版本：

find_library(LIB_MATH_DEBUG mathd HINTS "./lib")
find_library(LIB_MATH_RELEASE math HINTS "./lib")

对于不同的编译类型，可以通过IMPORTED_LOCATION_<CONFIG>来指明不同编译类型对应的库文件路径：

add_library(math STATIC IMPORTED GLOBAL)
set_target_properties(math PROPERTIES
  IMPORTED_LOCATION "${LIB_MATH_RELEASE}"
  IMPORTED_LOCATION_DEBUG "${LIB_MATH_DEBUG}"
  IMPORTED_CONFIGURATIONS "RELEASE;DEBUG"
)

导入成功以后，就可以将该库链接到其他目标上，但是导入的目标不可以被install。

这里以导入静态库为例，导入动态库或其他类型也是类似的操作，只需要将文件类型STATIC修改成对应的文件类型即可。

2 导入可执行文件

这个不是那么常用，为了文章完整性，顺便提一下。是和导入库文件类似的：

add_executable(demo IMPORTED)
set_property(TARGET demo PROPERTY
             IMPORTED_LOCATION "./bin/demo")

三 库依赖

这里主要着重介绍一下target_link_libraries命令的几个关键字：

1. PRIVATE
2. INTERFACE
3. PUBLIC

这三个关键字的主要作用是指定的是目标文件依赖项的使用范围（scope），所以可以专门了解一下。

假设某个项目中存在两个动态链接库：动态链接库liball.so、动态链接库libsub.so。

对于PRIVATE关键字，使用的情形为：liball.so使用了libsub.so，但是liball.so并不对外暴露libsub.so的接口：

target_link_libraries(all PRIVATE sub)
target_include_directories(all PRIVATE sub)

对于INTERFACE关键字，使用的情形为：liball.so没有使用libsub.so，但是liball.so对外暴露libsub.so的接口，也就是liball.so的头文件包含了libsub.so的头文件，在其它目标使用liball.so的功能的时候，可能必须要使用libsub.so的功能：

target_link_libraries(all INTERFACE sub)
target_include_directories(all INTERFACE sub)

对于PUBLIC关键字（PUBLIC=PRIVATE+INTERFACE），使用的情形为：liball.so使用了libsub.so，并且liball.so对外暴露了libsub.so的接口：

target_link_libraries(all PUBLIC sub)
target_include_directories(all PUBLIC sub)

这里的内容可以有个大概了解即可，随着后续深入使用，自然会水到渠成。