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1.9-chinese.md

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1.9 为语言设定标准

NOTE:此示例代码可以在 https://github.com/dev-cafe/cmake-cookbook/tree/v1.0/chapter-01/recipe-09 中找到，包含一个C++和Fortran示例。该示例在CMake 3.5版(或更高版本)中是有效的，并且已经在GNU/Linux、macOS和Windows上进行过测试。

编程语言有不同的标准，即提供改进的语言版本。启用新标准是通过设置适当的编译器标志来实现的。前面的示例中，我们已经展示了如何为每个目标或全局进行配置。3.1版本中，CMake引入了一个独立于平台和编译器的机制，用于为C++和C设置语言标准：为目标设置 <LANG>_STANDARD属性。

准备工作

对于下面的示例，需要一个符合C++14标准或更高版本的C++编译器。此示例代码定义了动物的多态，我们使用std::unique_ptr作为结构中的基类：

std::unique_ptr<Animal> cat = Cat("Simon");
std::unique_ptr<Animal> dog = Dog("Marlowe);

没有为各种子类型显式地使用构造函数，而是使用工厂方法的实现。工厂方法使用C++11的可变参数模板实现。它包含继承层次结构中每个对象的创建函数映射：

typedef std::function<std::unique_ptr<Animal>(const
std::string &)> CreateAnimal;

基于预先分配的标签来分派它们，创建对象:

std::unique_ptr<Animal> simon = farm.create("CAT", "Simon");
std::unique_ptr<Animal> marlowe = farm.create("DOG", "Marlowe");

标签和创建功能在工厂使用前已注册:

Factory<CreateAnimal> farm;
farm.subscribe("CAT", [](const std::string & n) { return std::make_unique<Cat>(n); });
farm.subscribe("DOG", [](const std::string & n) { return std::make_unique<Dog>(n); });

使用C++11 Lambda函数定义创建函数，使用std::make_unique来避免引入裸指针的操作。这个工厂函数是在C++14中引入。

NOTE:CMake的这一功能是在3.1版中添加的，并且还在更新。CMake的后续版本为C++标准的后续版本和不同的编译器，提供了越来越好的支持。我们建议您在文档页面上检查您选择的编译器是否受支持: https://cmake.org/cmake/help/latest/manual/cmake-compile-features.7.html#supported-compiler

具体实施

将逐步构建CMakeLists.txt，并展示如何设置语言标准(本例中是C++14):

  1. 声明最低要求的CMake版本，项目名称和语言:

    cmake_minimum_required(VERSION 3.5 FATAL_ERROR)
project(recipe-09 LANGUAGES CXX)

  2. 要求在Windows上导出所有库符号:

    set(CMAKE_WINDOWS_EXPORT_ALL_SYMBOLS ON)

  3. 需要为库添加一个目标，这将编译源代码为一个动态库:

    add_library(animals
  SHARED
    Animal.cpp
    Animal.hpp
    Cat.cpp
    Cat.hpp
    Dog.cpp
    Dog.hpp
    Factory.hpp
  )

  4. 现在，为目标设置了CXX_STANDARD、CXX_EXTENSIONS和CXX_STANDARD_REQUIRED属性。还设置了position_independent ent_code属性，以避免在使用一些编译器构建DSO时出现问题:

    set_target_properties(animals
  PROPERTIES
    CXX_STANDARD 14
    CXX_EXTENSIONS OFF
    CXX_STANDARD_REQUIRED ON
    POSITION_INDEPENDENT_CODE 1
)

  5. 然后，为"动物农场"的可执行文件添加一个新目标，并设置它的属性:

    add_executable(animal-farm animal-farm.cpp)
set_target_properties(animal-farm
  PROPERTIES
    CXX_STANDARD 14
    CXX_EXTENSIONS OFF
    CXX_STANDARD_REQUIRED ON
  )

  6. 最后，将可执行文件链接到库:

    target_link_libraries(animal-farm animals)

  7. 现在，来看看猫和狗都说了什么:

    $ mkdir -p build
$ cd build
$ cmake ..
$ cmake --build .
$ ./animal-farm

I'm Simon the cat!
I'm Marlowe the dog!

工作原理

步骤4和步骤5中，我们为动物和动物农场目标设置了一些属性:

  • CXX_STANDARD会设置我们想要的标准。
  • CXX_EXTENSIONS告诉CMake，只启用ISO C++标准的编译器标志，而不使用特定编译器的扩展。
  • CXX_STANDARD_REQUIRED指定所选标准的版本。如果这个版本不可用，CMake将停止配置并出现错误。当这个属性被设置为OFF时，CMake将寻找下一个标准的最新版本，直到一个合适的标志。这意味着，首先查找C++14，然后是C++11，然后是C++98。（译者注：目前会从C++20或C++17开始查找）

NOTE:本书发布时，还没有Fortran_STANDARD可用，但是可以使用target_compile_options设置标准，可以参见: https://github.com/devcafe/cmake-cookbook/tree/v1.0/chapter-01/recipe-09

TIPS:如果语言标准是所有目标共享的全局属性，那么可以将CMAKE_<LANG>_STANDARD 、CMAKE_<LANG>_EXTENSIONS和CMAKE_<LANG>_STANDARD_REQUIRED变量设置为相应的值。所有目标上的对应属性都将使用这些设置。

更多信息

通过引入编译特性，CMake对语言标准提供了更精细的控制。这些是语言标准引入的特性，比如C++11中的可变参数模板和Lambda表达式，以及C++14中的自动返回类型推断。可以使用target_compile_features()命令要求为特定的目标提供特定的特性，CMake将自动为标准设置正确的编译器标志。也可以让CMake为可选编译器特性，生成兼容头文件。

TIPS:我们建议阅读CMake在线文档，全面了解cmake-compile-features和如何处理编译特性和语言标准: https://cmake.org/cmake/help/latest/manual/cmake-compile-features.7.html 。