实验二：基础工具——make/cmake与git的使用

实验简介

在之前的学习中，我们通过手动调用 gcc 编译器完成了简单的单文件程序编译。然而，随着项目规模的增长，源码文件会增加到几十甚至上千个，手动编译不仅低效，且难以管理文件间的依赖关系。

本次实验旨在带大家脱离“人肉编译”时代，掌握 C/C++ 开发中的工业级构建工具。我们将学习如何使用 Make 自动化编译流程，利用 CMake 应对跨平台和复杂项目的配置，并使用 Git 记录代码的每一次“进化”，为后续的大型实验（如模拟器或内核开发）打下坚实的基础。

实验目的

1. 掌握 Makefile 的基本语法：理解目标（Target）、依赖（Dependency）和命令（Command）的概念，学会使用自动化变量提高效率。
2. 理解 CMake 的构建逻辑：学会编写 CMakeLists.txt，掌握外部构建（Out-of-source Build）的标准流程。
3. 熟练使用 Git 进行版本管理：掌握工作区、暂存区、本地仓库的概念，熟悉 add, commit, log, checkout 等常用操作。学会编写 .gitignore 过滤中间文件，保持远程仓库的整洁。

实验时间安排

注：此处为实验发布时的安排计划，请以课程主页和课程群内最新公告为准。

• 3.13 晚实验课：3月13日（周五）晚 19:30~22:30。
• 地点：电三楼 406/408。

实验内容

章节预览

1. Make 简介与 Makefile 编写

• 核心痛点：解决“修改一个文件就要重编整个项目”的低效问题。
• 重点概念：隐式规则、伪目标（.PHONY）、变量定义、自动化变量（$@, $<, $^）。
• 任务：为提供的多文件 C 项目手动编写一个 Makefile，实现增量编译与清理功能。

2. 现代构建系统：CMake

• 核心痛点：Makefile 在大型项目中过于冗长，且难以跨平台。
• 重点概念：CMakeLists.txt、add_executable、库的链接、构建目录的分离。
• 任务：将第一部分的项目改用 CMake 管理，并尝试添加外部库依赖。

3. 版本控制工具：Git

• 核心痛点：代码改崩了找不回来？多人协作代码冲突？
• 重点概念：Git 的三个区域（Working Tree, Index, Repository）。
• 任务：初始化仓库，完成多次提交，学会通过 git log 查看历史，并尝试使用分支（Branch）进行特性开发。