GNU Makefile 多目录源文件编译中filter函数的必要性探究

你对patsubst函数的规则存在关键误解：patsubst并不会丢弃输入文本中不匹配指定模式的内容，它的实际处理逻辑是——对输入里所有空白分隔的单词逐次判断：匹配模式就按规则替换，不匹配就原样保留在输出结果中，不会自动过滤。

你修改后的Makefile里，foreach循环会依次遍历easy、medium两个源目录，每次循环会对全量SOURCES列表执行一遍patsubst转换，每一步的实际输出如下：

• 第一次循环，dir = easy
  • 传入patsubst的输入是全量SOURCES：easy/a.cpp medium/b.cpp
  • 匹配规则是easy/%.cpp，替换规则是build/%.out
  • 逐词处理结果：
    • easy/a.cpp 匹配规则，替换为build/a.out
    • medium/b.cpp 不匹配当前规则，原样保留
  • 本次循环输出：build/a.out medium/b.cpp
• 第二次循环，dir = medium
  • 传入patsubst的输入还是全量SOURCES：easy/a.cpp medium/b.cpp
  • 匹配规则切换为medium/%.cpp，替换规则是build/%.out
  • 逐词处理结果：
    • medium/b.cpp 匹配规则，替换为build/b.out
    • easy/a.cpp 不匹配当前规则，原样保留
  • 本次循环输出：easy/a.cpp build/b.out
• 两次循环的输出直接拼接，最终得到错误的TARGETS：build/a.out medium/b.cpp easy/a.cpp build/b.out，和你实际运行看到的结果完全吻合。

filter函数的功能是从输入文本中提前筛出符合指定模式的条目，直接删除所有不匹配的内容，从源头避免不匹配的文件流入patsubst的处理流程。
加上filter后，每次循环的处理逻辑会变成：

• 当dir = easy时，先通过filter easy/%,$(SOURCES)从全量源文件里筛出所有属于easy目录的文件，输入到patsubst的文本就只剩easy/a.cpp，处理后输出build/a.out，没有其他残留文件
• 当dir = medium时，先筛出所有属于medium目录的文件，输入到patsubst的文本只剩medium/b.cpp，处理后输出build/b.out
• 两次循环的结果拼接后，就得到了完全符合预期的TARGETS列表：build/a.out build/b.out

很多人初用Make内置函数都会踩这个坑：误以为patsubst会自动过滤输入里不匹配模式的条目，实际上它只会对匹配的项做规则替换，不匹配的项会原封不动留在输出结果里。在多目录批量路径转换的场景下，如果不提前用filter把不属于当前循环目录的文件筛掉，就会出现多余的源文件残留进目标列表的问题。

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