[Objective-C] 程式設計教學:使用 GNUstep Make 在 MacOS、Windows、GNU/Linux 等多平台上編譯 Objective-C 程式

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    前言

    我們先前在建置 Objective-C 開發環境時,曾經用 GCC 或 Clang 直接在命令列編譯 Objective-C 程式。如果在 Mac 上使用 Xcode 等 IDE 寫 Objective-C 程式的話,已經有 IDE 輔助了,不太需要輸入指令。相對來說,在 GNUstep 開發環境上編譯 Objective-C 的指令偏長,不太可能每次都重新輪入;GNUstep 開發團隊以 GNU Make 為基礎寫了 GNUstep Make,這是一個 Makefile 小型框架,用來簡化編譯 Objective-C 程式的任務。

    GNUstep Make 是以 GNU Make 為基礎所開發的工具,對於習慣用 IDE 的讀者來說,可能對這類手刻工具不太能適應。基本上 Make 是將編譯流程自動化 (build automation) 的軟體,只是 Make 是單獨存在的命令列工具,不綁定任何 IDE。筆者先前在這裡撰寫一些 GNU Make 相關的文章,有興趣的讀者可自行前往閱讀。

    我們現在以一個 Hello World 程式來說明如何使用 GNUstep Make。如果是在 GNU/Linux 等類 Unix 系統下,以系統的終端機環境來操作即可。如果在 Windows 下,則要搭配 MSYS 終端機環境,像是 GNUstep 安裝程式附的 MSYS 終端機或 MSYS2 的 MinGW (32 bit 或 64 bit) 終端機。

    動手做時間:GNUstep Make 專案的 Hello World 程式

    建立專案架構

    先建立 hello 目錄,並將工作目錄移到該目錄下:

    $ mkdir hello
    $ cd hello
    

    我們的專案程式很少,故採扁平式架構,將所有檔案放在專案的根目錄中。假定我們的主程式是 main.m ,我們想建立的程式是 hello (在 Windows 上是 hello.exe)。建立 GNUmakefile 檔案,並寫入以下內容:

    # Include the common variables defined by the Makefile Package
    include $(GNUSTEP_MAKEFILES)/common.make
    
    # Build a simple Objective-C program
    TOOL_NAME = hello
    
    # The Objective-C files to compile
    hello_OBJC_FILES = main.m
    
    -include GNUmakefile.preamble
    
    # Include in the rules for making GNUstep command-line programs
    include $(GNUSTEP_MAKEFILES)/tool.make
    
    -include GNUmakefile.postamble
    

    這個 GNUmakefile 是整個專案的重點,我們來看一下如何撰寫這個設定檔。

    GNUstep Make 入門

    GNUstep Make 的工作原理是預寫好一些 Make 設定檔,我們要使用時使用 include 語法引入這些設定檔即可。由於引入的方式有一定的順序,使用起來比較像是框架而非函式庫。

    一開始會引入 $(GNUSTEP_MAKEFILES)/common.make ,這是所有 GNUstep 專案都會用到的設定。細心的讀者可能會懷疑變數 GNUSTEP_MAKEFILES 是從那裡來的?這要藉由吃入環境變數來導入這個變數,下文會談及如何操作。

    TOOL_NAME 代表這個專案編譯出來的執行檔的名稱,在本例中執行檔的名稱是 hello 。執行檔的名稱會影響到一部分設定檔的程式碼,需注意。

    hello_OBJC_FILES 代表這個專案會引入的原始碼檔案,在本例中我們只引入一個檔案 main.m 。要注意這裡的 hello 是按照 TOOL_NAME 的名稱來寫的,筆者無法確認當初為何要這樣設計,不過這是 GNUstep Make 的內隱規則之一。

    由於我們的專案類型是命令列工具,故我們引入 $(GNUSTEP_MAKEFILES)/tool.make 。隨著專案類型不同,實際引入的檔案也會相異。

    至於 GNUmakefile.preambleGNUmakefile.postamble 則不是必要的,視需求再引入即可。我們在 include 語句前加上負號 -,代表這個專案沒有引入這兩個選擇性的設定檔。如果要引入,將負號 - 移除即可。

    建立 Hello World 程式

    接著,以編輯器或 IDE 建立 main.m 檔案:

    #import <Foundation/Foundation.h>
    
    #define PRINT(FORMAT, ...) fprintf(stderr, "%s\n", [[NSString stringWithFormat:FORMAT, ##__VA_ARGS__] UTF8String]);
    
    int main (int argc, const char * argv[])
    {
        @autoreleasepool {
            PRINT(@"Hello World");
        }
    
        return 0;
    }
    

    我們這個檔案是 Hello World 程式的變體,好處是不會印出時間戳記。

    引入 GNUstep Make 設定檔

    接著,要讀入 GNUstep Make 中的 GNUstep.sh 命令稿,這個檔案會導入相關的環境變數等狀態。以 Windows 下的 MinGW 64 bit 為例:

    $ source /C/GNUstep/GNUstep/System/Library/Makefiles/GNUstep.sh
    

    如果在 GNU/Linux 等類 Unix 系統內,可參考以下指令:

    $ . /usr/GNUstep/System/Library/Makefiles/GNUstep.sh
    

    不同系統內的 GNUstep 路徑可能相異,需隨實際情形修改。

    如果在 MacOS 內,可參考以下指令:

    $ . /usr/local/Cellar/gnustep-make/2.7.0/Library/GNUstep/Makefiles/GNUstep.sh
    

    要注意這個指令會隨 gnustep-make 套件的版本號改變,不要死背這個路徑。此外,即使我們用 GNUstep Make 管理專案,在 MacOS 內編譯時不是用 GNUstep,而是用 Cocoa。

    如果很常編譯 Objective-C 程式的話,可以自行把這行指令放入個人設定檔,像是 ~/.bash_profile~/.zshrc 等。

    透過吃入這個命令稿,就會引入 GNUstep Make 應有的環璄變數。

    編譯 Hello World 專案

    最後,輸入 make 指令即可編譯此程式:

    $ make
    This is gnustep-make 2.6.8. Type 'make print-gnustep-make-help' for help.
    Running in gnustep-make version 2 strict mode.
    Making all for tool hello...
     Compiling file main.m ...
     Linking tool hello ...
    

    編譯好的程式會放在 obj 子目錄中:

    $ obj/hello
    Hello World
    

    結語

    說實在的,Makefile 還是比 IDE 內建的專案管理功能來得麻煩一些,為什麼 GNUstep 要這樣設計專案管理工具呢?筆者以為,因為 GNU Make 不會被特定 IDE 綁住,可以在純終端機環境下工作,GNU Make 本身又是類 Unix 系統上常見的專案管理工具,直接使用 Makefile 而不是重新發明新的工具,相對來說是最符合經濟效益的。

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