文件預編譯

① 【CMake 之 編譯優化手段 】：掌握預編譯頭文件 target_precompile_headers

在深入探討預編譯頭文件（Precompiled Headers, PCH）之前，我們需要理解它們的基礎概念。在C++編程中，頭文件經常包含大量的定義和聲明，它們在每次編譯時都需要被處理。預編譯頭文件技術的出現，就是為了解決這一重復性工作。通過這種技術，編譯器可以在第一次編譯頭文件時，保存一個預編譯版本，後續編譯則直接使用這個預編譯版本，從而節省時間。

這種優化方式類似於我們日常生活中的「備忘錄」做法。就像我們在面對重復任務時，會參照之前的經驗或記錄，避免從頭開始思考，編譯器通過預編譯頭文件，也是在「記住」那些不常更改的代碼部分，從而加速後續的處理過程。

在CMake中使用預編譯頭文件，就像為你的項目構建一個堅固而有效的基礎。它不僅提升了構建效率，還使得代碼更易於管理和維護。

通過這個表格，我們可以看到預編譯頭文件在編譯速度上的優勢，以及它對代碼變更的響應和內存使用的影響。

在CMake中，target_precompile_headers 命令是用來指定預編譯頭文件的主要工具。這個命令允許我們為特定的目標（如庫或可執行文件）定義一組要預編譯的頭文件。選擇哪些頭文件進行預編譯是一個需要謹慎考慮的決策過程，理想的候選頭文件應該是那些在項目的多個部分中廣泛使用且不經常更改的。

在配置完預編譯頭文件後，重要的一步是驗證其效果。您可以通過比較使用和不使用預編譯頭文件時的編譯時間來進行測試。除了編譯時間之外，還應該關注編譯過程中的內存使用情況和編譯後程序的性能。這些測試幫助我們確保預編譯頭文件不僅加快了編譯過程，而且沒有對程序的運行效率產生負面影響。

預編譯頭文件的使用，雖然可以顯著提高編譯效率，但也需要謹慎管理。長期來看，它們可能影響項目的可維護性和可擴展性。因此，持續審視和優化預編譯頭文件的使用是必要的。通過在CMake中正確配置和使用預編譯頭文件，開發者可以在提高效率的同時保持代碼的清晰和可維護性。

CMake作為一個成熟且廣泛使用的構建系統，其未來的發展將可能集中在提高跨平台兼容性、集成現代化工具和流程以及提高用戶友好性等方面。隨著軟體開發領域的不斷進步，CMake也可能會引入更多創新功能，以適應新的編程語言特性和構建需求。

總體而言，預編譯頭文件是一個強大的工具，可以在適當使用時顯著提升編譯效率。然而，它也需要細致的管理和合理的使用。通過在CMake中正確配置和使用預編譯頭文件，開發者可以在提高效率的同時保持代碼的清晰和可維護性。

② 什麼是預編譯，何時需要預編譯

預編譯又稱為預處理，是做些代碼文本的替換工作

預編譯又稱為預處理,是做些代碼文本的替換工作

處理#開頭的指令,比如拷貝#include包含的文件代碼，#define宏定義的替換,條件編譯等

就是為編譯做的預備工作的階段

主要處理#開始的預編譯指令

預編譯指令指示了在程序正式編譯前就由編譯器進行的操作，可以放在程序中的任何位置。常見的預編譯指令有：

(1)#include 指令

該指令指示編譯器將xxx.xxx文件的全部內容插入此處。若用<>括起文件則在系統的INCLUDE目錄中尋找文件，若用" "括起文件則在當前目錄中尋找文件。一般來說，該文件是後綴名為"h"或"cpp"的頭文件。

注意：<>不會在當前目錄下搜索頭文件，如果我們不用<>而用""把頭文件名擴起，其意義為在先在當前目錄下搜索頭文件，再在系統默認目錄下搜索。

(2)#define指令

該指令有三種用法:

第一種是定義標識，標識有效范圍為整個程序，形如#define XXX，常與#if配合使用；

第二種是定義常數，如#define max 100，則max代表100（這種情況下使用const定義常數更好，原因見注1）；

第三種是定義"函數"，如#define get_max(a, b) ((a)>(b)?(a):(b)) 則以後使用get_max(x,y)就可以得到x和y中較大的數（這種方法存在一些弊病，見注2）。

第四種是定義"宏函數"，如#define GEN_FUN(type) type max_##type(type a,type b){return a>b?a:b;} ，使用時，用GEN_FUN(int)，則此處預編譯後就變成了 max_int(int a,int b){return a>b?a:b;},以後就可以使用max_int(x,y)就可以得到x和y中較大的數.比第三種，增加了類型的說明。

(3)#if、#else和#endif指令

這些指令一般這樣配合使用：

#if defined(標識) //如果定義了標識

要執行的指令

#else

要執行的指令

#endif

在頭文件中為了避免重復調用(比如說兩個頭文件互相包含對方)，常採用這樣的結構：

#if !(defined XXX) //XXX為一個在你的程序中唯一的標識符，

//每個頭文件的標識符都不應相同。

//起標識符的常見方法是若頭文件名為"abc.h"

//則標識為"abc_h"

#define XXX

真正的內容，如函數聲明之類

#endif