C++ CMake构建时如何为单个外部库单独指定不同编译选项

问题背景 #

• 使用Clion作为开发工具，在C++项目中引入Google Benchmark库。

遇到的问题 #

• 项目默认采用Debug构建类型时，同步引入的Benchmark库也会以Debug模式编译，但Google Benchmark必须使用Release模式构建才能正常运行。

现有方案的缺陷 #

• 曾尝试在Clion的CMake配置中添加-DCMAKE_BUILD_TYPE=Release参数，但该操作会让整个项目切换为Release构建模式，无法保留主程序的Debug编译配置。

核心诉求 #

如何为单个依赖库指定独立的编译配置？

当前使用的CMake代码 #

# 目标可执行程序（需要以Debug模式运行）
add_executable(benchmark_test
        thread/benchmark_test.cpp
        thread/benchmark_test.h)

# 禁止Benchmark库编译自身的测试用例
set(BENCHMARK_ENABLE_TESTING NO)

# 引入Benchmark库（源码存放于项目根目录下）
# 需要该库以Release模式编译
add_subdirectory(benchmark)

# 将目标程序与Benchmark库进行链接
target_link_libraries(benchmark_test benchmark)

已尝试但未生效的方案 #

# 原以为该指令会将所有构建目标设为Release模式，但未生效（可能受Clion环境影响）
add_compile_options(-DCMAKE_BUILD_TYPE=Release)

#===================================================================

# 目前尝试过的最接近可行的方案
set(GCC_COMPILE_OPTIONS "-DCMAKE_BUILD_TYPE=Release")
target_compile_options(benchmark_main PUBLIC "$<$<CONFIG:Debug>:${GCC_COMPILE_DEBUG_OPTIONS}>")
target_compile_options(benchmark PUBLIC "$<$<CONFIG:Debug>:${GCC_COMPILE_DEBUG_OPTIONS}>")

接触CMake时间不长，如果问题描述存在信息遗漏欢迎补充说明。

解决方案 #

之前尝试的方案不生效，核心原因有两点：

1. CMAKE_BUILD_TYPE是CMake的目录级全局变量，仅在变量设置完成后调用add_subdirectory、add_executable、add_library等目标创建指令时才会生效，在目标创建后修改不会改变已有目标的编译配置。
2. -DCMAKE_BUILD_TYPE=XXX是CMake配置阶段的传入参数，不是编译器可识别的编译选项，通过add_compile_options或target_compile_options传给编译器完全无效。

正确实现方式是在引入benchmark子目录前临时覆写构建类型变量，子目录配置完成后立刻恢复原有变量值，不会影响主项目的编译配置，修改后的代码如下：

# 目标可执行程序（需要以Debug模式运行）
add_executable(benchmark_test
        thread/benchmark_test.cpp
        thread/benchmark_test.h)

# 禁止Benchmark库编译自身的测试用例
set(BENCHMARK_ENABLE_TESTING NO)

# 单独给Benchmark设置Release编译配置
set(_TEMP_CMAKE_BUILD_TYPE ${CMAKE_BUILD_TYPE}) # 暂存当前项目的构建类型
set(CMAKE_BUILD_TYPE Release) # 临时切换为Release
add_subdirectory(benchmark)
set(CMAKE_BUILD_TYPE ${_TEMP_CMAKE_BUILD_TYPE}) # 恢复原项目的构建类型

# 将目标程序与Benchmark库进行链接
target_link_libraries(benchmark_test benchmark)

补充说明 #

• 该方案适配Clion默认使用的Ninja、Unix Makefiles等单配置生成器，日常GCC/Clang开发环境可直接使用。如果使用Visual Studio这类多配置生成器，需要单独通过生成器表达式为benchmark目标指定各配置下的编译参数，但不影响Clion场景下的使用。
• 不要通过手动给benchmark目标加-O2等优化参数模拟Release效果，Google Benchmark内部通过编译宏判断构建类型，Debug模式下即使开启最高优化等级，也会注入额外的性能检查逻辑，直接导致基准测试结果失真。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Hykosit