如何使用CMake语言编写函数式接口并实现功能封装

CMake本身没有原生的闭包和结构化返回值语法，但可以通过以下几种方案实现你要的显式输入输出、封装效果，完全替代全局隐式变量的脚本写法：

方案1：函数显式传参 + 自定义前缀输出变量 #

用function()配合CMake内置的cmake_parse_arguments解析输入参数，输出变量由调用方指定前缀，完全避免全局命名冲突，接近你要的结构化返回效果：

# 封装独立的查找函数
function(find_folly)
  # 定义输入参数格式：开关项、单值项、多值项
  set(options REQUIRED STATIC)
  set(one_value_args MIN_VERSION OUTPUT_PREFIX ERROR_VAR)
  set(multi_value_args COMPONENTS)
  cmake_parse_arguments(ARG "${options}" "${one_value_args}" "${multi_value_args}" ${ARGN})

  # 内部查找逻辑
  find_path(FOLLY_INCLUDE_DIR folly/folly.h)
  find_library(FOLLY_LIBRARY NAMES folly)

  # 错误处理
  if(NOT FOLLY_INCLUDE_DIR OR NOT FOLLY_LIBRARY)
    if(ARG_REQUIRED)
      message(FATAL_ERROR "folly library not found")
    endif()
    # 回传错误信息
    if(ARG_ERROR_VAR)
      set(${ARG_ERROR_VAR} "folly not found, required min version: ${ARG_MIN_VERSION}" PARENT_SCOPE)
    endif()
    set(${ARG_OUTPUT_PREFIX}_FOUND FALSE PARENT_SCOPE)
    return()
  endif()

  # 结构化输出所有结果，全部挂载到调用方指定的前缀下
  set(${ARG_OUTPUT_PREFIX}_FOUND TRUE PARENT_SCOPE)
  set(${ARG_OUTPUT_PREFIX}_INCLUDE_DIRS ${FOLLY_INCLUDE_DIR} PARENT_SCOPE)
  set(${ARG_OUTPUT_PREFIX}_LIBRARIES ${FOLLY_LIBRARY} PARENT_SCOPE)
  set(${ARG_OUTPUT_PREFIX}_VERSION "2024.01.01" PARENT_SCOPE)
endfunction()

调用示例：

# 调用时自定义输出前缀，同时接收错误信息
find_folly(
  REQUIRED
  MIN_VERSION 2023.01.01
  OUTPUT_PREFIX MyProj_Folly
  ERROR_VAR FOLLY_FIND_ERR
)

if(FOLLY_FIND_ERR)
  message(WARNING "Find folly failed: ${FOLLY_FIND_ERR}, use built-in substitute")
else()
  target_include_directories(my_app PRIVATE ${MyProj_Folly_INCLUDE_DIRS})
  target_link_libraries(my_app PRIVATE ${MyProj_Folly_LIBRARIES})
endif()

方案2：导入目标封装（CMake官方推荐） #

如果不需要暴露一堆配置变量，更干净的做法是封装为命名空间导入目标，所有编译参数、依赖、路径都绑定在目标上，调用方直接链接即可，完全不用处理变量：

# 在查找逻辑末尾加入导入目标定义
if(NOT TARGET Folly::folly)
  add_library(Folly::folly UNKNOWN IMPORTED)
  set_target_properties(Folly::folly PROPERTIES
    IMPORTED_LOCATION ${FOLLY_LIBRARY}
    INTERFACE_INCLUDE_DIRECTORIES ${FOLLY_INCLUDE_DIR}
    INTERFACE_COMPILE_DEFINITIONS "FOLLY_ENABLE_FIBER=1"
    INTERFACE_LINK_LIBRARIES "pthread;glog::glog"
  )
endif()

调用方使用方式：

find_package(Folly REQUIRED)
# 一行代码自动引入所有头文件、库、编译选项
target_link_libraries(my_app PRIVATE Folly::folly)

方案3：回调函数实现类闭包特性 #

CMake 3.18及以上版本支持cmake_language(CALL)语法，可以把函数作为参数传递，实现类似闭包的效果，将查找逻辑和业务逻辑分离：

# 封装查找 + 回调逻辑
function(with_folly CALLBACK_FUNC)
  find_folly(REQUIRED OUTPUT_PREFIX _folly ERROR_VAR _err)
  if(_err)
    message(FATAL_ERROR ${_err})
  endif()
  # 调用传入的回调函数，把查找结果作为参数传递
  cmake_language(CALL ${CALLBACK_FUNC} ${_folly_INCLUDE_DIRS} ${_folly_LIBRARIES})
endfunction()

# 自定义业务回调
function(my_app_folly_config INCLUDE_DIRS LIBRARIES)
  target_include_directories(my_app PRIVATE ${INCLUDE_DIRS})
  target_link_libraries(my_app PRIVATE ${LIBRARIES})
  target_compile_definitions(my_app PRIVATE "USE_FOLLY=1")
endfunction()

# 调用，传入回调即可
with_folly(my_app_folly_config)

封装为独立包 #

你可以把上述所有函数写到独立的FollyHelpers.cmake脚本中，放到项目的cmake目录下，在主CMakeLists.txt中加入配置：

set(CMAKE_MODULE_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/cmake ${CMAKE_MODULE_PATH})

之后任何需要使用的地方直接include(FollyHelpers)即可导入所有封装好的函数，完全替代原来的带隐式变量的脚本。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者benedict97