[C++知识库]makefile生成*.d依赖文件，解决“只修改.h头文件，包含了该头文件的.c文件不重新编译的问题”

makefile生成*.d依赖文件，解决“只修改.h头文件，包含了该头文件的.c文件不重新编译的问题”

??最近在使用makefile的过程中发现，当我只更改.h文件，不改任何.c文件的情况下，执行编译操作。.h的改动不会被编译器识别，也就没有编译到最终的可执行文件中。
??接下来，会通过一个简单的demo，来说明.h文件的改动无法被编译器识别的原因，以及如何解决此问题。
??demo中一共包含4个源文件，printHello.h，printHello.c，main.c，config.h。其目的是通过配置config.h中的宏定义，来控制main.c中的输出。源文件如下：

??printHello.h

//printHello.h
#ifndef _PRINTHELLO_H_
#define _PRINTHELLO_H_

void printHello1();
void printHello2();
#endif

??printHello.c

//printHello.c
#include <stdio.h>
#include "printHello.h"

void printHello1() {
	printf("hello1\n");
}

void printHello2() {
	printf("hello2\n");
}

??main.c

//main.c
#include "printHello.h"
#include "config.h"

void main() {
#ifdef HELLO1
	printHello1();
#endif
#ifdef HELLO2
	printHello2();
#endif

}

??config.h

//config.h
#define HELLO1
#define HELLO2

??makefile的代码如下：

CC = gcc
output_path = output
all_objects := $(output_path)/main.o
all_objects += $(output_path)/printHello.o

printHello: $(all_objects)
	$(CC) -o $@ $^
	
$(all_objects):$(output_path)/%.o:%.c
	$(CC) -c $< -o $@	

.PHONY: clean
clean:
	-rm printHello.exe
	del /Q /S output\*

??在接下来的操作中，我会通过改动config.h中的宏定义，来控制main.c中的输出。
??首先，config.h配置如下：

//config.h
#define HELLO1
#define HELLO2

??然后更改config.h中的宏定义，如下：

//config.h
//#define HELLO1
#define HELLO2

??我们预期的结果是，只输出hello2.
??但是我们发现，在更改了config.h后，再次运行make时，包含了config.h的main.c并没有被重新编译。所以最后我们的改动，没有更新的到最终的可执行文件中。
??分析原因：
??makefile中的目标文件更新的规则是：如果依赖文件的修改时间比目标文件的修改时间新，那么就会执行后面的命令来生成目标文件。
??实际上，main.o的依赖文件应该是：main.c printHello.h config.h。但在我们前面的makefile中，main.o的依赖文件只有main.c（makefile的9~10行），config.h并没有体现在我们的依赖关系中，所以编译器识别不了config.h的修改。所以我们的优化思路就应该是，想办法在makefile中体现完整的依赖关系。
??解决方案：
??GCC给我提供了自动生成依赖关系的方法。就是在生成目标文件的过程中，自动生成依赖关系文件（*.d）。不过生成的这些依赖关系文件也需要我们将其添加到makefile中。
??自动生成依赖文件的方法主要是给gcc编译器传递相关的参数。
参数定义：

1. -M
   生成文件的依赖关系，同时也把一些标准库的头文件包含了进来。本质是告诉预处理器输出一个适合 make 的规则，用于描述各目标文件的依赖关系。对于每个源文件，预处理器输出 一个 make 规则，该规则的目标项 (target) 是源文件对应的目标文件名，依赖项 (dependency) 是源文件中 “#include” 引用的所有文件，生成的规则可以是单行，但如果太长，就用’'换行符续成多行。规则显示在标准输出，不产生预处理过的 C 程序。
   注意：该选项默认打开了 -E 选项， -E 参数的用处是使得编译器在预处理结束时就停止编译
2. -MM
   生成文件的依赖关系，和 -M 类似，但不包含标准库的头文件。
3. -MD
   等同于 -M -MF File，但是默认关闭了 -E 选项。其输出的文件名是基于 -o 选项，若给定了 -o 选项，则输出的文件名是 -o 指定的文件名，并添加 .d 后缀，若没有给定，则输入的文件名作为输出的文件名，并添加 .d 后缀，同时继续指定的编译工作。
   注意：-MD 不会像 -M 那样阻止正常的编译任务，因为它默认关闭了 -E 选项。比如命令中使用了 -c 选项，其结果要生成 .o 文件。若使用了 -M 选项，则不会生成 .o 文件，若使用的是 -MD 选项，则会生成 .o 文件
4. -MF File
   当使用了 “-M” 或者 “-MM” 选项时，则把依赖关系写入名为 “File” 的文件中。若同时也使用了 “-MD” 或 “-MMD”，“-MF” 将覆写输出的依赖文件的名称，File中可以包含路径，使得依赖文件可以输出到指定的路径中 。
   例如：

gcc -MD -MF main.d main.c

??-MD所输出的关于main.c的依赖关系的文件，输出在main.d中。

5. -MMD
   类似于 “-MD”，但是输出的依赖文件中，不包含标准头文件
6. -MT Target
   在生成的依赖文件中，指定依赖规则中的目标

导入依赖文件：
??makefile中可以使用include关键字把其他文件包含进来，这很像C语言的#include，被包含的文件会原模原样的放在当前文件的包含位置。include的语法是：

include <filename>

可以在include前加一个减号-。如：

-include <filename>

其表示，无论include过程中出现什么错误，都不要报错继续执行。

??修改后的makefile：

CC = gcc
output_path = output
all_objects := $(output_path)/main.o
all_objects += $(output_path)/printHello.o

all_o_depds = $(patsubst %.o, %.o.d, $(all_objects))

printHello: $(all_objects)
	$(CC) -o $@ $^
	
$(all_objects):$(output_path)/%.o:%.c
#	$(CC) -c $< -o $@	
	$(CC) -MMD -MF $(output_path)/$(notdir $@).d -MT $@ -c $< -o $@

-include $(all_o_depds)

.PHONY: clean
clean:
	-rm printHello.exe
	del /Q /S output\*

??编译演示：
??首先，config.h配置如下：

//config.h
#define HELLO1
#define HELLO2

??然后更改config.h中的宏定义，如下：

//config.h
//#define HELLO1
#define HELLO2

??我们可以看到，在只更改了config.h后，运行make时，编译器重新生成了main.o目标文件，所以我们对.h文件的修改，就更新到了最后的可执行文件中。

??最后，介绍下demo中的文件结构：

??makefile会把编译中生成的目标文件(*.o)和依赖文件(*.d)放到output文件夹下。

其中main.o.d是main.o的依赖文件。其中的内容如下：

参考文章：
https://blog.csdn.net/qq1452008/article/details/50855810