文件预编译

① 【CMake 之 编译优化手段 】：掌握预编译头文件 target_precompile_headers

在深入探讨预编译头文件（Precompiled Headers, PCH）之前，我们需要理解它们的基础概念。在C++编程中，头文件经常包含大量的定义和声明，它们在每次编译时都需要被处理。预编译头文件技术的出现，就是为了解决这一重复性工作。通过这种技术，编译器可以在第一次编译头文件时，保存一个预编译版本，后续编译则直接使用这个预编译版本，从而节省时间。

这种优化方式类似于我们日常生活中的“备忘录”做法。就像我们在面对重复任务时，会参照之前的经验或记录，避免从头开始思考，编译器通过预编译头文件，也是在“记住”那些不常更改的代码部分，从而加速后续的处理过程。

在CMake中使用预编译头文件，就像为你的项目构建一个坚固而有效的基础。它不仅提升了构建效率，还使得代码更易于管理和维护。

通过这个表格，我们可以看到预编译头文件在编译速度上的优势，以及它对代码变更的响应和内存使用的影响。

在CMake中，target_precompile_headers 命令是用来指定预编译头文件的主要工具。这个命令允许我们为特定的目标（如库或可执行文件）定义一组要预编译的头文件。选择哪些头文件进行预编译是一个需要谨慎考虑的决策过程，理想的候选头文件应该是那些在项目的多个部分中广泛使用且不经常更改的。

在配置完预编译头文件后，重要的一步是验证其效果。您可以通过比较使用和不使用预编译头文件时的编译时间来进行测试。除了编译时间之外，还应该关注编译过程中的内存使用情况和编译后程序的性能。这些测试帮助我们确保预编译头文件不仅加快了编译过程，而且没有对程序的运行效率产生负面影响。

预编译头文件的使用，虽然可以显着提高编译效率，但也需要谨慎管理。长期来看，它们可能影响项目的可维护性和可扩展性。因此，持续审视和优化预编译头文件的使用是必要的。通过在CMake中正确配置和使用预编译头文件，开发者可以在提高效率的同时保持代码的清晰和可维护性。

CMake作为一个成熟且广泛使用的构建系统，其未来的发展将可能集中在提高跨平台兼容性、集成现代化工具和流程以及提高用户友好性等方面。随着软件开发领域的不断进步，CMake也可能会引入更多创新功能，以适应新的编程语言特性和构建需求。

总体而言，预编译头文件是一个强大的工具，可以在适当使用时显着提升编译效率。然而，它也需要细致的管理和合理的使用。通过在CMake中正确配置和使用预编译头文件，开发者可以在提高效率的同时保持代码的清晰和可维护性。

② 什么是预编译，何时需要预编译

预编译又称为预处理，是做些代码文本的替换工作

预编译又称为预处理,是做些代码文本的替换工作

处理#开头的指令,比如拷贝#include包含的文件代码，#define宏定义的替换,条件编译等

就是为编译做的预备工作的阶段

主要处理#开始的预编译指令

预编译指令指示了在程序正式编译前就由编译器进行的操作，可以放在程序中的任何位置。常见的预编译指令有：

(1)#include 指令

该指令指示编译器将xxx.xxx文件的全部内容插入此处。若用<>括起文件则在系统的INCLUDE目录中寻找文件，若用" "括起文件则在当前目录中寻找文件。一般来说，该文件是后缀名为"h"或"cpp"的头文件。

注意：<>不会在当前目录下搜索头文件，如果我们不用<>而用""把头文件名扩起，其意义为在先在当前目录下搜索头文件，再在系统默认目录下搜索。

(2)#define指令

该指令有三种用法:

第一种是定义标识，标识有效范围为整个程序，形如#define XXX，常与#if配合使用；

第二种是定义常数，如#define max 100，则max代表100（这种情况下使用const定义常数更好，原因见注1）；

第三种是定义"函数"，如#define get_max(a, b) ((a)>(b)?(a):(b)) 则以后使用get_max(x,y)就可以得到x和y中较大的数（这种方法存在一些弊病，见注2）。

第四种是定义"宏函数"，如#define GEN_FUN(type) type max_##type(type a,type b){return a>b?a:b;} ，使用时，用GEN_FUN(int)，则此处预编译后就变成了 max_int(int a,int b){return a>b?a:b;},以后就可以使用max_int(x,y)就可以得到x和y中较大的数.比第三种，增加了类型的说明。

(3)#if、#else和#endif指令

这些指令一般这样配合使用：

#if defined(标识) //如果定义了标识

要执行的指令

#else

要执行的指令

#endif

在头文件中为了避免重复调用(比如说两个头文件互相包含对方)，常采用这样的结构：

#if !(defined XXX) //XXX为一个在你的程序中唯一的标识符，

//每个头文件的标识符都不应相同。

//起标识符的常见方法是若头文件名为"abc.h"

//则标识为"abc_h"

#define XXX

真正的内容，如函数声明之类

#endif