（6）autotools工具的使用

   autotools是专门用来生成Makefile的一系列工具，包括autoscan、aclocal、autoheader、autoconf、automake等。

    （1）autotools解决了什么问题

在大型项目中，使用手写Makefile时，可能会很复杂并难以维护；
在不同的编译环境，由于参数不同，需要手写不同的Makefile，增加了工作量；
由于Makefile有一些复杂的参数，手写Makefil可能会不符合规范；

autotools工具能够帮助开发人员简单而快捷地生成Makefile，完成各种复杂工程地编译和链接。

    （2）autotools生成Makefile的流程

. 源码根目录调用autoscan脚本，生成configure.scan文件，然后将此文件重命名为configure.ac(或configure.in,早期使用.in后缀)；
. 修改【configure.ac】，利用autoconf提供的各种M4宏，配置项目需要的各种自动化探测项目；
. 编写【自定义宏】，建议每个宏一个单独的*.m4文件；
. 调用aclocal收集configure.ac中用到的各种非Autoconf的宏，包括自定义宏；
. 调用autoheader，扫描configure.ac(configure.in)、acconfig.h（如果存在），生成config.h.in宏定义文件，里面主要是根据configure.ac中
某些特定宏(如AC_DEFINE)生成的#define和#undefine宏，configure在将根据实际的探测结果决定这些宏是否定义（具体见后面例子）。
. 按照automake规定的规则和项目的目录结构，编写一个或多个【Makefile.am】(Makefile.am数目和存放位置和源码目录结构相关)，Makefile.am主要写的
就是编译的目标及其源码组成。
. 调用automake，将每个Makefile.am转化成Makefile.in，同时生成满足GNU编码规范的一系列文件（带-a选项自动添加缺少的文件，但有几个仍需要自己添加，
在执行automake前需执行touch NEWS README AUTHORS ChangeLog）。如果configure.ac配置了使用libtool(定义了AC_PROG_LIBTOOL宏（老版本）或
LT_INIT宏)，需要在此步骤前先在项目根目录执行libtoolize --automake --copy --force，以生成ltmain.sh，供automake和config.status调用。
. 调用autoconf，利用M4解析configure.ac，生成shell脚本configure。以上几步完成后，开发者的工作就算完成了，后面的定制就由开源软件的用户根
据需要给configure输入不同的参数来完成。
. 用户调用configure，生成Makefile，然后make && make install。

    autotools系列工具简单操作示例如下：

现有test文件夹存在如下文件：

//test
calc_test.h
calc_test.cpp
make_test.h
make_test.cpp
main.cpp

步骤一：在test目录同级目录下执行autoscan test 或者 在test目录下执行autoscan

步骤二：更改生成的configure.scan 为configure.ac，编辑并修改为以下内容（标粗的是新添加或者修改的内容）

#                                               -*- Autoconf -*-
# Process this file with autoconf to produce a configure script.

AC_PREREQ([2.69])
AC_INIT([autotest], [1.0], [BUG-REPORT-ADDRESS])
AM_INIT_AUTOMAKE([foreign -Wall -Werror])
AC_CONFIG_SRCDIR([calc_test.cpp])
AC_CONFIG_HEADERS([config.h])

# Checks for programs.
AC_PROG_CXX
AC_PROG_CC

# Checks for libraries.

# Checks for header files.

# Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.

# Checks for library functions.
AC_CONFIG_FILES([Makefile])
AC_OUTPUT

步骤三：依此执行aclocal命令、autoheader、autoconf命令，生成configure文件

步骤四：新建Makefile.am命令

bin_PROGRAMS = autotest
autotest_SOURCES =  calc_test.h   \
                    calc_test.cpp \
                    make_test.cpp \
                    main.cpp
autotest_LDADD =
autotest_LDFLAGS =
autotest_CFLAGS = -g

步骤五：执行automake --add-missing

步骤六：执行./configure命令生成Makefile

    （3）autotool参数详解

    1）configure.scan的参数

标签名	说明
AC_PREREQ	声明autoconf要求的版本号
AC_INIT	定义软件名称、版本号、联系方式
AM_INIT_AUTOMAKE	必须要的，指定编译参数
AC_CONFIG_SRCDIR	用来侦测所指定的源码文件是否存在, 来确定源码目录的有效性
AC_CONFIG_HEADER	指定产生的配置文件名称(一般是config.h),用于生成config.h文件，以便 autoheader 命令使用
AC_PROG_CC	用以探测当前系统的C编译器
AC_PROG_RANLIB	用于生成静态库
AC_PROG_LIBTOOL	用于生成动态库
AM_PROG_AR	生成静态库时使用，用于指定打包工具，一般指ar
AC_CONFIG_FILES	告知autoconf本工程生成哪些相应的Makefile文件，不同文件夹下的Makefile通过空格分隔
AC_OUTPUT	最后一个必须的宏,用以输出需要产生的文件
AC_PROG_CXX	用于探测系统的c++编译器
AC_CHECK_LIB	探测工程中出现的库文件及库文件中的方法

2）Makefile.am的参数

include_HEADERS	标明哪些头文件将在执行make install命令之后被安装到系统include目录下
bin_PROGRAMS	生成的目标库文件名，如果有多个，用空格隔开，与configure.ac中AC_INIT对应库名对应
XXX_SOURLDADDCES	编译XXX库需要哪些源文件，使用相对路径
XXX_LDADD	指定要链接的静态库名称
LIBS	指定要链接的动态库名称
INCLUDE	一般指定要使用的头文件所在路径
AUTOMAKE_OPTIONS	设置automake的选项，automake提供了三种软件等级：foreign、gnu和gnits，当当前库文件编译所需源文件不在当前目录时要设置参数subdir-objects
XXX_CPPFLAGS	预处理器选项，编译选项，一般用来指定所需要头文件目录
noinst_LIBRARIES	指定生成的静态库名称，当前目录下源码及头文件最终生成的目标文件名
AM_V_AR	指定把目标打包成静态库，使用ar命令
RANLIB	指定为静态库创建索引，使用ranlib

    （4）autotools使用范例

    1）单个Makefile.am生成多个库文件

现test文件夹下有如下文件

//用于生成 make_test 动态库
calc_test.h
calc_test.cpp
make_test.h
make_test.cpp
main.cpp
//用于生成 tiny_test 动态库
tinyxml2_main.cpp
tinyxml2.h   //在/usr/include/tinyxml2路径下
tinyxml2.cpp //在/usr/include/tinyxml2路径下

使用autoscan生成configure.in，并改名为configure.ac，修改添加参数后如下：

#                                               -*- Autoconf -*-
# Process this file with autoconf to produce a configure script.

AC_PREREQ([2.69])
AC_INIT([make_test tiny_test], [1.0 1.0], [1577429698@qq.com])
AC_CONFIG_SRCDIR([calc_test.cpp])
AC_CONFIG_SRCDIR([../../../usr/include/tinyxml2/tinyxml2.cpp])
AM_INIT_AUTOMAKE([foreign -Wall -Werror])
AC_CONFIG_HEADERS([config.h])

# Checks for programs.
AC_PROG_CXX
AC_PROG_CC

# Checks for libraries.

# Checks for header files.

# Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.

# Checks for library functions.

AC_CONFIG_FILES([Makefile])
AC_OUTPUT

Makefile.am书写如下：

#include_HEADERS = /usr/include/tinyxml2/tinyxml2.h
bin_PROGRAMS = make_test tiny_test
AUTOMAKE_OPTIONS = subdir-objects
#INCLUDE = -l/usr/include/tinyxml2/
make_test_SOURCES = calc_test.h    \
                    calc_test.cpp  \
                    make_test.cpp  \
                    main.cpp
tiny_test_SOURCES = tinyxml2_main.cpp \
                    tinyxml2.h        \
                    ../../../usr/include/tinyxml2/tinyxml2.cpp
make_test_LDADD =
make_test_LDFLAGS =
make_test_CFLAGS = -g #-I/usr/include/tinyxml2/  

     2）多级源码路径多个Makefile.am生成多个库文件(包含动态库及静态库使用)

参考https://blog.csdn.net/zhengqijun_/article/details/70105077

在test目录下，make_test子目录将单独生成一个动态库make_test，tinyxml子目录单独生成一个静态库tinyxml2，test本身目录引用tinyxml目录生成的静态库和自身文件再生成一个动态库tiny_test;

make_test及tinyxml子目录下各自有的configure.ac文件和Makefile.am文件配合在一起单独使用，生成相应库；make_test及tinyxml目录下Makefile.am文件和test根目录下Makefile.am及总configure.ac文件配合在一起也可组合生成三个库。

    1.文件树状图：

    2.文件内容：

    2.1 tinyxml2_main.cpp

#include <iostream>
//必须写相对路径
#include "tinyxml/tinyxml2.h"
using namespace std;
using namespace tinyxml2;

int main(int argv,char *argc[])
{
  XMLDocument xmlDoc;
  xmlDoc.LoadFile("test.xml");
  int errorID = xmlDoc.ErrorID();
  if(errorID)
  {
    cout<<"Load xml test.xml fail!"<<endl;
    return -;
  }
  cout<<"Load xml test.xml success!"<<endl;
  XMLElement *pRootElement = xmlDoc.RootElement();
  const char * name = pRootElement->FirstChildElement("name")->GetText();
  cout<<"name = "<<name<<endl;
  return ;
}

    2.2 configure.ac

#                                               -*- Autoconf -*-
# Process this file with autoconf to produce a configure script.

AC_PREREQ([2.69])
AC_INIT([tiny_test], [1.0], [1577429698@qq.com])
AC_CONFIG_SRCDIR([tinyxml2_main.cpp])
AC_CONFIG_SRCDIR([make_test/calc_test.cpp])
AC_CONFIG_SRCDIR([tinyxml/tinyxml2.cpp])
AM_INIT_AUTOMAKE([foreign -Wall -Werror])

AC_CONFIG_HEADERS([config.h])

# Checks for programs.
AC_PROG_CXX
AC_PROG_CC
AC_PROG_RANLIB
AM_PROG_AR([ar])
# Checks for libraries.

# Checks for header files.
AC_CHECK_HEADERS([limits.h stddef.h stdint.h stdlib.h string.h])

# Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.
AC_CHECK_HEADER_STDBOOL
AC_C_INLINE
AC_TYPE_INT64_T
AC_TYPE_SIZE_T
AC_CHECK_TYPES([ptrdiff_t])

# Checks for library functions.
AC_CHECK_FUNCS([memset strchr])

AC_CONFIG_FILES([Makefile
                 make_test/Makefile
                 tinyxml/Makefile])
AC_CONFIG_SUBDIRS([make_test
                   tinyxml])

    2.3 Makefile.am

AUTOMAKE_OPTIONS = foreign
SUBDIRS = tinyxml make_test
bin_PROGRAMS = tiny_test
tiny_test_SOURCES = tinyxml2_main.cpp
#INCLUDE = -I ./tinyxml
#静态库连接
#tiny_tes_CFLAGS = -I ./tinyxml
tiny_test_LDADD = tinyxml/libtinyxml2.a

#动态库连接

    2.4 make_test/Makefile.am

bin_PROGRAMS = make_test
make_test_SOURCES = calc_test.h    \
                    calc_test.cpp  \
                    make_test.h    \
                    make_test.cpp  \
                    main.cpp
make_test_LDADD =
make_test_LDFLAGS =
make_test_CFLAGS = -g

    2.5 make_test/configure.ac

#                                               -*- Autoconf -*-
# Process this file with autoconf to produce a configure script.

AC_PREREQ([2.69])
AC_INIT([make_test], [1.0], [@qq.com])
AM_INIT_AUTOMAKE([foreign -Wall -Werror])
AC_CONFIG_SRCDIR([calc_test.cpp])
AC_CONFIG_HEADERS([config.h])

# Checks for programs.
AC_PROG_CXX
AC_PROG_CC

# Checks for libraries.

# Checks for header files.

# Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.

# Checks for library functions.

AC_CONFIG_FILES([Makefile])
AC_OUTPUT

    2.6 make_test/calc_test.h

#ifndef _CALC_TEST_H_
#define _CALC_TEST_H_
namespace test
{

  int add(int a,int b);

}
#endif

    2.7 make_test/clac_test.cpp

#include "calc_test.h"
namespace test
{
  int add(int a,int b)
  {
    return a + b ;
  }
}

    2.8 make_test/make_test.h

#ifndef _MAKE_TEST_
#define _MAKE_TEST_
#include <iostream>
namespace test
{
  class MakeTest
  {
    public:
      void run();
  };
}

    2.9 make_test/make_test.cpp

#include "make_test.h"
#include "calc_test.h"
namespace test
{
  void MakeTest::run()
  {
    int a = ;
    int b = ;
    std::cout<<test::add(a,b)<<std::endl;
  }
}

    2.10 make_test/main.cpp

#include <iostream>
#include "string.h"
#include "make_test.h"

using namespace std;

int main()
{
  test::MakeTest makeTest;// = new MakeTest();
  makeTest.run();
  return ;
}

    2.11 tinyxml/Makefile.am

noinst_LIBRARIES = libtinyxml2.a
libtinyxml2_a_SOURCES = tinyxml2.h tinyxml2.cpp
#AM_V_AR = ar
RANLIB = ranlib

    2.12 tinyxml/configure.ac

#                                               -*- Autoconf -*-
# Process this file with autoconf to produce a configure script.

AC_PREREQ([2.69])
AC_INIT([tinyxml2], [1.0], [1577429698])
AM_INIT_AUTOMAKE([foreign -Wall -Werror])
AC_CONFIG_SRCDIR([tinyxml2.cpp])
AC_CONFIG_HEADERS([config.h])

# Checks for programs.
AC_PROG_CXX
AC_PROG_CC
AC_PROG_RANLIB
AM_PROG_AR([ar])

# Checks for libraries.

# Checks for header files.
AC_CHECK_HEADERS([limits.h stddef.h stdint.h stdlib.h string.h])

# Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.
AC_CHECK_HEADER_STDBOOL
AC_C_INLINE
AC_TYPE_INT64_T
AC_TYPE_SIZE_T
AC_CHECK_TYPES([ptrdiff_t])

# Checks for library functions.
AC_CHECK_FUNCS([memset strchr])

AC_CONFIG_FILES([Makefile])
AC_OUTPUT

    configure.ac文件均是由autoscan命令生成的configure.scan修改改名而来；在前面文件创建、均被完毕之后，执行以下命令：

aclocal
autoconf
autoheader
automake --add-missing
./configure
make

     结果如下：