浅谈开发环境

前言

工欲善其事，必先利其器。工作中经常用到的各种’东西’，如CMake、QMake、Make、MSBuildCLang、GCC、MinGW、MSVC等，有些在命名上有些类似，实际作用却不尽相同。

因此这里换个角度来了解下这些‘东西’的作用，以及这些‘东西’之间的联系。

组成

基于多年开发经验，这里将个人理解的开发环境划分成4个部分：

下面开始逐一介绍。

构建系统

构建系统，是构建系统生成器的简称，它读取CMakeList.txt中的指令，生成特定构建工具（例如 Make、Ninja、Visual Studio、Xcode）所需的构建文件（例如 Makefile、.sln、.xcodeproj）。

这里引出下面要介绍的构建工具。

常见的不同平台的构建系统（构建系统生成器）有：

CMake（跨平台通用）

CMake是目前最流行的跨平台构建系统生成器，广泛用于 C/C++ 项目（也支持其他编程语言），它使用 CMakeLists.txt 文件描述项目信息，通过CMake，可以生成各种构建工具的所需构建文件，例如 Makefile (用于 Make)、Ninja 构建文件、Visual Studio 解决方案文件 (.sln)、Xcode 项目文件 (.xcodeproj) 等。

QMake（跨平台通用）

QMake是Qt 官方提供的构建系统生成器，仅支持C++。

QMake使用 .pro 文件描述项目信息，通过QMake可以生成 Makefile(用于 Make)、Visual Studio 项目文件(.sln)。

QMake与 Qt 框架集成紧密，可以方便地处理 Qt 特有的构建步骤，例如 moc、uic 和 rcc。

Meson（Linux/macOS）

Meson是一个在 Linux 桌面开发领域相对较新的构建系统生成器，旨在提供更快的速度和更简洁语法的构建系统生成器。它使用简单的声明式语言描述构建过程，默认使用 Ninja 作为构建工具，当然也支持其他构建工具。

Autotools（Linux/macOS）

Autotools 是一套用于生成可移植的构建系统的工具集，它由 Autoconf、Automake 和 Libtool 等工具组成，共同协作来创建 configure 脚本和 Makefile 文件。

相当于是自带了构建系统、构建工具。扩展性较差，较为局限。

至此可以知道：构建系统（生成器）需要项目描述文件，并以此生成构建工具所需的构建文件。

构建工具

上面提到了构建系统（生成器）生成了各种构建文件，拿到构建文件后，构建工具就开始介入构建流程了。

构建工具，可以理解成自动化构建过程的工具，它们管理编译、链接、打包等步骤，并处理依赖关系。

常见的不同平台的构建工具有：

Make (GNU Make)

Make是一个经典的构建工具，使用 Makefile 文件描述构建规则，广泛用于 C/C++ 项目，支持 Linux/macOS。

Ninja

Ninja是一个小型的、专注于速度的构建系统，它旨在提供尽可能快的构建速度。

Ninja支持 Windows/Linux/macOS。

MSBuild (Microsoft Build Engine)

MSBuild 是微软的构建工具，用于构建应用程序。

它是 Visual Studio 的核心构建引擎，也支持在命令行中使用。

MSBuild 使用 XML 格式的项目文件（例如 .csproj、.vbproj、.vcxproj）来描述构建过程。

仅支持 Windows。

nmake

nmake 是微软的命令行构建工具，类似于 Unix 系统中的 make。

它读取 Makefile 文件，其中包含了构建项目的规则，然后根据这些规则执行相应的命令，从而自动化构建过程。

仅支持 Windows。

至此可以知道：构建工具通过构建系统（生成器）生成的构建文件，开始自动化构建过程（编译、链接、打包、处理依赖等）。

编译器

通过对构建工具的介绍，这里可以知道编译是构建中的一环，大致流程如下：

此外的预处理器、链接器等因篇幅有限不再过多介绍。

常见的不同平台的编译器如下：

GCC

GCC是一个开源的编译器套件，支持多种编程语言，包括 C、C++、Fortran、Java 等。

GCC 不仅是编译器，它还包含其他工具，例如汇编器、链接器等，因此被称为“编译器套件”。

GCC通常与 Make构建工具一起使用。

支持 Linux/macOS。

CLang

CLang是一个基于 LLVM 的开源编译器前端，它旨在提供更快的编译速度、更好的错误诊断信息和更模块化的设计。

Clang 支持 C、C++、Objective-C 和 Objective-C++ 等语言。

Clang 通常与 LLVM 的后端一起使用，LLVM 提供代码优化和目标代码生成等功能。

Clang/LLVM 通常使用 Make 作为构建工具。

仅支持 macOS。

MinGW

MinGW是 GCC 在 Windows 平台上的一个移植版本，提供了一组 GNU 工具，包括 GCC 编译器、GNU binutils（包含汇编器、链接器等）以及其他必要的工具，MinGW 通常与 MSYS（Minimal System）或 MSYS2 结合使用，后者提供了一个类似 Unix 的 shell 环境，使得在 Windows 上可以使用 GNU 工具链进行开发。

MinGW使用自带Make作为构建工具。

仅支持 Windows。

MSVC

MSVC是微软的 C++ 编译器，是 Visual Studio IDE 的一部分。

MSVC 与 Visual Studio 集成紧密，提供了良好的 IDE 支持和调试功能。

Visual Studio 使用 MSBuild 作为构建工具。

仅支持 Windows。

编程语言/框架

不同编程语言使用的构建系统、构建工具、编译器等不尽相同，主流的有：

C、C++、Java、Python、Swift等。

集成开发环境（IDE）

集成开发环境（Integrated Development Environment，简称 IDE）是一种软件应用程序，它为程序员提供了一个统一的、多功能的平台，用于软件开发的各个阶段，从编写代码、调试到测试和部署。

常见的集成开发环境有：

VS Code本来是一个编辑器，本身并不自带编译器、链接器、调试器等工具，而是通过插件的方式外部调用系统已安装的工具进行实际开发。

应用示例

这里以C++/Qt为例，列举实际开发时所需环境：

Windows

环境①：

QMake + MSBuild/nmake + MSVC + Visual Studio/Qt Creator/VS Code

构建系统选择QMake，构建工具选择微软的MSBuild或nmake，编译器使用MSVC，IDE可选择VS、Qt Creator或VS Code。

环境②：

QMake + GNU Make + MinGW + Qt Creator/VSCode

构建系统选择QMake，构建工具选择GNU Make（GCC的Windows移植版），编译器使用MinGW，IDE可选择Qt Creator或VS Code。

环境③：

CMake + MSBuild/nmake + MSVC + Visual Studio/Qt Creator/VS Code/CLion

构建系统选择CMake，构建工具选择微软的MSBuild或nmake，编译器使用MSVC，IDE可选VS、Qt Creator、VS Code或CLion。

CLion对QMake的支持不太好，因此使用CMake的项目才考虑使用。

环境④：

CMake + GNU Make + MinGW + Qt Creator/VS Code/CLion

构建系统选择CMake，构建工具选择GNU Make（GCC的Windows移植版），编译器使用MinGW，IDE可选Qt Creator、VS Code或CLion。

Linux

环境①：

QMake + Make + GCC + Qt Creator/VS Code/CLion

构建系统选择QMake，构建工具系统自带的Make，编译器使用GCC，IDE可选择Qt Creator或VS Code。

环境②：

CMake + Make + GCC + Qt Creator/VS Code/CLion

构建系统选择CMake，后续选择同①。

通用

至此可以确定较为通用的环境如下：

构建系统：CMake 或 QMake

构建工具：Make（Windows有移植版）

编译器：GCC（Windows有移植版MinGW）

IDE：Qt Creator、CLion、VS Code