如何在CMake构建的C++项目中避免预编译头的强制包含？

我正在尝试理解如何在CMake中生成并引入预编译头。目前我使用CMake的target_precompile_headers指令在C++项目中生成并引入预编译头，该方法能正常工作，但根据CMake文档，该指令会导致预编译头被强制包含：

头文件列表会被用于生成名为cmake_pch.h|xx的头文件，以此生成预编译头文件（.pch、.gch、.pchi）。cmake_pch.h|xx会被强制引入所有源文件（GCC用-include，MSVC用/FI），因此源文件无需添加#include "pch.h"。

我希望在项目中避免这种行为，要求只有实际使用预编译头的源文件必须显式添加#include "pch.h"。请问是否有实现方法？

以下是项目结构及代码：

项目文件 #

main.cpp #

//#include "pch.h"  //即使不显式引入头文件，代码仍能正常运行

int main() {
    std::vector<double> my_vector;
    std::cout << "Size of vector is "<< my_vector.size() << std::endl;
    return 0;
}

pch.cpp #

#include "pch.h"  

pch.h #

// pch.h
#ifndef PCH_H
#define PCH_H

#include <vector>
#include <iostream>

#endif // PCH_H

CMakeLists.txt #

cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
project(MyProject)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)

add_executable(MyExecutable main.cpp pch.cpp)

target_precompile_headers(MyExecutable PRIVATE pch.h)

target_sources(MyExecutable PRIVATE pch.cpp)

当前配置下，即使main.cpp未显式引入pch.h，代码仍能正常运行（已测试Clang和GCC编译器）。请问如何避免这种强制包含行为？未显式引入pch.h应被视为错误。

要实现仅显式包含pch.h的源文件才能使用预编译头，需放弃target_precompile_headers的自动强制包含逻辑，改为手动配置预编译头的生成与关联：

核心思路 #

1. 手动编译生成预编译头文件，不依赖CMake自动生成的cmake_pch.h；
2. 仅为需要使用预编译头的源文件添加编译选项，让编译器在遇到显式的#include "pch.h"时使用预编译版本，而非强制注入。

修改后的CMake配置 #

cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
project(MyProject)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)

set(PCH_HEADER "${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/pch.h")
set(PCH_SOURCE "${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/pch.cpp")

# 为GCC/Clang生成预编译头.gch文件
if(CMAKE_CXX_COMPILER_ID MATCHES "GNU|Clang")
    add_custom_command(
        OUTPUT "${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/pch.h.gch"
        COMMAND ${CMAKE_CXX_COMPILER} ${CMAKE_CXX_FLAGS} -std=c++17 -x c++-header ${PCH_HEADER} -o "${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/pch.h.gch"
        DEPENDS ${PCH_HEADER}
        COMMENT "Building precompiled header..."
    )
    # 将预编译头文件加入目标依赖
    add_executable(MyExecutable main.cpp pch.cpp "${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/pch.h.gch")
    # 仅为显式包含pch.h的源文件添加关联选项（示例中为main.cpp）
    target_compile_options(MyExecutable PRIVATE
        $<$<EQUAL:$<TARGET_PROPERTY:MyExecutable,SOURCES>,main.cpp>:-include "${PCH_HEADER}">
    )
endif()

# 为MSVC生成预编译头.pch文件
if(MSVC)
    add_executable(MyExecutable main.cpp pch.cpp)
    # 标记pch.cpp为预编译头生成源
    set_source_files_properties(${PCH_SOURCE} PROPERTIES COMPILE_FLAGS "/Yc\"pch.h\"")
    # 仅为需要使用预编译头的源文件添加关联选项（示例中为main.cpp）
    set_source_files_properties(main.cpp PROPERTIES COMPILE_FLAGS "/Yu\"pch.h\"")
endif()

验证效果 #

修改后：

• 若main.cpp未添加#include "pch.h"，编译时会因找不到std::vector、std::cout等符号报错；
• 只有显式添加#include "pch.h"的源文件，才会启用预编译头加速编译。

说明 #

这种配置完全绕过了CMaketarget_precompile_headers的强制注入逻辑，由开发者精准控制哪些源文件使用预编译头，完全匹配需求。需注意不同编译器的预编译头处理逻辑差异，上述配置已兼容GCC/Clang和MSVC。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alex