如何在CMake独立子目录中高效编译GoogleTest测试且避免重复编译？

推荐方案：拆分主程序为静态库+轻量执行文件 #

这是软件工程中处理此类问题的标准做法，完全满足你“仅构建单个ProjectMain可执行文件”的需求，同时彻底消除重复编译：

根目录CMakeLists.txt配置： #

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(Project)

# 配置全局包含目录
include_directories(${PROJECT_SOURCE_DIR}/include)

# 创建静态库，封装所有业务逻辑代码（排除main.cpp）
add_library(ProjectLib STATIC
    src/foo_class.cpp
)

# 构建主程序可执行文件，仅依赖静态库和main函数文件
add_executable(ProjectMain
    src/main.cpp
)
target_link_libraries(ProjectMain PRIVATE ProjectLib)

# 引入测试子项目
add_subdirectory(test)

测试目录test/CMakeLists.txt配置： #

# 查找并导入Google Test
find_package(GTest REQUIRED)
include_directories(${GTEST_INCLUDE_DIRS})
include_directories(${PROJECT_SOURCE_DIR}/include)

# 构建测试可执行文件
add_executable(ProjectTest
    src/foo_class_test.cpp
)
# 链接静态库和gtest_main，复用已编译的业务代码
target_link_libraries(ProjectTest PRIVATE
    ProjectLib
    GTest::gtest_main
)

# 自动发现并注册测试用例
include(GoogleTest)
gtest_discover_tests(ProjectTest)

此方案中，foo_class.cpp仅编译一次（生成静态库），ProjectMain是独立的单个可执行文件，测试程序通过链接静态库直接获取业务代码的实现，没有重复编译开销，且代码结构更清晰、易维护。

替代方案：使用CMake对象库（Object Library） #

如果确实不想生成独立的库文件，可以用CMake的对象库——一种仅编译源码为目标文件、不生成完整库的中间目标，同样实现源码单次编译：

根目录CMakeLists.txt调整： #

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(Project)

include_directories(${PROJECT_SOURCE_DIR}/include)

# 创建对象库，编译业务源码为目标文件
add_library(ProjectObjects OBJECT
    src/foo_class.cpp
)

# 构建主程序，直接复用对象库的目标文件
add_executable(ProjectMain
    src/main.cpp
    $<TARGET_OBJECTS:ProjectObjects>
)

add_subdirectory(test)

测试目录test/CMakeLists.txt调整： #

find_package(GTest REQUIRED)
include_directories(${GTEST_INCLUDE_DIRS})
include_directories(${PROJECT_SOURCE_DIR}/include)

# 构建测试程序，复用对象库的目标文件
add_executable(ProjectTest
    src/foo_class_test.cpp
    $<TARGET_OBJECTS:ProjectObjects>
)
target_link_libraries(ProjectTest PRIVATE GTest::gtest_main)

include(GoogleTest)
gtest_discover_tests(ProjectTest)

对象库不会生成额外的库文件，直接复用编译好的目标文件，既保证主程序是单个可执行，又避免了重复编译。

为什么不推荐“直接将主程序源码添加到测试目标” #

这种方式会触发重复编译，因为CMake会为每个可执行目标独立编译源码，导致相同的foo_class.cpp被编译两次，浪费构建资源，不建议采用。

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