如何在CMake中为Makefile支持构建时变量及编译宏定义？

我有跨平台（嵌入式与宿主环境）CMake项目经验，遇到一个场景问题：常规CMake使用流程为：

mkdir <build-dir>
cd <build-dir>
cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=../srcs/cmake/toolchain.cmake ../srcs
make

即创建构建目录、进入目录、运行CMake生成Makefile，再执行编译。

给出示例程序：

#include <stdio.h>
int main(int, char**)
{
#if defined(CFG_TEST)
    printf("Test configuration.\n");
    // or #pragma message "Test configuration."
#else
    printf("Normal configuration.\n");
    // or #pragma message "Normal configuration."
#endif
    return 0;
}

核心需求是实现类似gcc直接切换的效果：

gcc demo.c -o demo
gcc -DCFG_TEST demo.c -o demo

需要解决两个问题：

1. CMake生成Makefile后，能否在执行make时直接向编译器传递#define宏定义，且无需重新运行CMake？
2. 若上述方式不可行或不符合CMake理念，最简单的替代方案是什么？比如如何通过cmake命令行参数传递宏定义？

一、make阶段直接传递宏定义是否可行？ #

理论上可以通过临时设置Makefile参数实现，比如：

# 直接覆盖CFLAGS
make CFLAGS="-DCFG_TEST"
# 追加到现有CFLAGS（需确保Makefile支持参数传递逻辑）
make CFLAGS="$CFLAGS -DCFG_TEST"

但这种方式不推荐：

• CMake生成的Makefile默认将编译配置固化，直接修改CFLAGS/CXXFLAGS会覆盖或破坏CMake原本设置的编译选项（如警告级别、C标准版本等），容易导致跨平台编译错误或构建结果不一致。
• 不符合CMake的设计理念：CMake的核心目标是提供可复现、一致的构建流程，动态传递参数会让构建状态不可追踪，团队协作时易出现问题。

二、符合CMake理念的替代方案 #

最简单且推荐的方式是在CMake配置阶段通过命令行参数传递宏定义，具体步骤：

1. 在项目的CMakeLists.txt中添加宏定义的处理逻辑：

# 定义一个可选配置项，默认关闭
option(CFG_TEST "启用测试配置" OFF)

# 如果开启CFG_TEST，则向编译器添加宏定义
if(CFG_TEST)
    add_compile_definitions(CFG_TEST)
endif()

2. 配置CMake时通过-D参数切换：

• 正常配置（默认关闭测试）：

cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=../srcs/cmake/toolchain.cmake ../srcs
make

• 启用测试配置：

cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=../srcs/cmake/toolchain.cmake -DCFG_TEST=ON ../srcs
make

这种方式的优势：

• 构建配置可追踪，CMake会将配置状态写入构建目录，后续make无需重复指定参数。
• 完全符合CMake的设计逻辑，确保跨平台编译的一致性和可复现性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Bob