如何在CMake中以目标编译时的方式预处理公开头文件？

要实现和目标编译时完全一致的预处理方式，核心是复用目标的编译配置参数，CMake的生成器表达式（Generator Expressions）可以直接获取目标的编译定义、包含目录、编译选项，再配合编译器的预处理专用参数即可实现。

具体实现步骤 #

1. 定义公开头文件列表
   先把需要预处理的公开头文件整理成列表：

set(PUBLIC_HEADERS
    include/my_lib.h
    include/my_utils.h
)

2. 为每个头文件生成匹配目标参数的自定义预处理命令
   通过遍历头文件，复用目标的编译配置，同时根据编译器类型添加对应的预处理参数（MSVC用/P，GCC/Clang用-E）：

# 存储所有预处理输出文件
set(PREPROCESSED_OUTPUTS "")

foreach(HEADER ${PUBLIC_HEADERS})
    get_filename_component(HEADER_BASENAME ${HEADER} NAME)
    # 定义输出文件路径，放在构建目录下避免污染源码
    set(OUTPUT_FILE "${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/preprocessed_${HEADER_BASENAME}.i")
    list(APPEND PREPROCESSED_OUTPUTS ${OUTPUT_FILE})

    # 根据编译器生成包含目录参数
    set(INCLUDE_FLAGS "")
    if(CMAKE_CXX_COMPILER_ID STREQUAL "MSVC")
        set(INCLUDE_FLAGS "$<JOIN:$<TARGET_PROPERTY:my_target,INCLUDE_DIRECTORIES>,\" /I\">")
        string(PREPEND INCLUDE_FLAGS "/I")
    else()
        set(INCLUDE_FLAGS "$<JOIN:$<TARGET_PROPERTY:my_target,INCLUDE_DIRECTORIES>,\" -I\">")
        string(PREPEND INCLUDE_FLAGS "-I")
    endif()

    add_custom_command(
        OUTPUT ${OUTPUT_FILE}
        COMMAND $<CXX_COMPILER>
            # 复用目标的编译宏定义
            $<TARGET_PROPERTY:my_target,COMPILE_DEFINITIONS>
            # 复用目标的包含目录
            ${INCLUDE_FLAGS}
            # 复用目标的编译选项
            $<TARGET_PROPERTY:my_target,COMPILE_OPTIONS>
            # 编译器专属预处理参数
            $<$<CXX_COMPILER_ID:MSVC>:/P>
            $<$<NOT:$<CXX_COMPILER_ID:MSVC>>:-E>
            # 输入输出文件指定（MSVC用/Fo指定输出路径，GCC/Clang用-o）
            $<$<CXX_COMPILER_ID:MSVC>:/Fo${OUTPUT_FILE} ${HEADER}>
            $<$<NOT:$<CXX_COMPILER_ID:MSVC>>:-o ${OUTPUT_FILE} ${HEADER}>
        MAIN_DEPENDENCY ${HEADER}
        COMMENT "Preprocessing ${HEADER_BASENAME}..."
    )
endforeach()

注意：把代码中的my_target替换为你实际的目标名称（比如库或可执行文件目标）。

3. 创建自定义目标触发预处理
   把所有预处理输出文件绑定到一个自定义目标，方便通过make preprocess_public_headers或cmake --build . --target preprocess_public_headers触发：

add_custom_target(preprocess_public_headers
    DEPENDS ${PREPROCESSED_OUTPUTS}
    COMMENT "Preprocessing all public headers..."
)

关键说明 #

• 生成器表达式$<TARGET_PROPERTY:...>会自动适配目标的配置（比如Debug/Release的不同宏定义、编译选项），保证预处理和目标编译的环境完全一致
• 针对MSVC的/P参数，默认会在源文件同目录生成.i文件，这里用/Fo参数指定输出到构建目录，避免污染源码
• 如果目标包含平台或配置特定的编译参数，生成器表达式会自动处理，无需手动区分

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nurullah Cirit