了解 R 中 Makevars 文件的内容（宏、变量、~/.R/Makevars 和 pkg/src/Makevars）答案

【问题标题】：Understanding the contents of the Makevars file in R (macros, variables, ~/.R/Makevars and pkg/src/Makevars)了解 R 中 Makevars 文件的内容（宏、变量、~/.R/Makevars 和 pkg/src/Makevars）
【发布时间】：2017-09-21 16:45:31
【问题描述】：

在安装/构建自己的 R 包时，我试图了解在 ~/.R/Makevars 和 package_directory/src/Makevars 中设置的宏/变量的作用和关系。假设这些文件看起来像

~/.R/Makevars

CXX = g++
CXXSTD = -std=c++11
CXXFLAGS = -fsanitize=undefined,address -fno-omit-frame-pointer

CXX98 = g++
CXX98STD = -std=c++98

CXX11 = g++
CXX11STD = -std=c++11

CXX14 = g++
CXX14STD = -std=c++14

package_directory/src/Makevars

PKG_CPPFLAGS = -I../inst/include
CXX_STD = CXX11

据我了解，CXX 我们可以在构建 R 包时为 C++ 选择编译器，CXXSTD 我们选择标准，CXXFLAGS 我们添加编译器标志。使用PKG_CPPFLAGS，我们为 C++ 预处理器添加标志，使用CXX_STD，我们告诉我们的包使用 C++11。

我有以下问题：

CXX和CXX98、CXX11和CXX14是什么关系？
如果已经隐含了 C++11，CXX11STD = -std=c++11 的含义是什么？是在选择-std=c++11 和-std=gnu++11 之间吗？出于便携性原因，是否应该避免使用 -std=gnu++11？
能否将CXXSTD 和CXXFLAGS 的标志不仅仅添加到CXX，这样前三行就减少到CXX = g++ -std=c++11 -fsanitize=undefined,address -fno-omit-frame-pointer。明确指定CXXSTD 和CXXFLAGS 有什么好处？
CXX_STD = CXX11 是如何工作的？这里的CXX11 与~/.R/Makevars 中的CXX11 有什么关系？
CXXFLAGS 和PKG_CXXFLAGS 之间有什么关系（我的示例中没有包含）？

我知道Writing R Extensions 和R Installation and Administration 中包含的信息，但我无法提取超出我目前理解水平的更多信息来回答上述问题。

我添加了一个Rcpp 标签，因为我认为这些问题的答案与Rcpp 的用户最相关，但我知道这可能与Rcpp 没有直接关系，所以标签可能如果认为合适，将被删除。

【问题讨论】：

标签： r rcpp

【解决方案1】：

Makevars 文件，在Writing R Extensions: 1.2.1 Using Makevars 中指定，是Make 的一个变体，对于R 来说是唯一。您列出的许多变量都称为implicit variables。含义如下：

隐式规则告诉 make 如何使用惯用的技术，这样您在使用它们时就不必详细指定它们。

这些implicit variables 规定应该使用 what 编译器并且 what 选项可用。

在R中，我们关心以下默认编译器选项：

CC 编译C程序的程序；默认‘抄送’。

CXX 编译C++程序的程序；默认‘g++’。

CPP 用于运行 C 预处理器的程序，并将结果输出到标准输出；默认‘$(CC) -E’。

FC 用于编译或预处理 Fortran 和 Ratfor 程序的程序；默认为“f77”。

下一组值详细说明了编译器应该使用的什么选项。通常，所有这些选项的默认值都是空字符串。

CFLAGS 提供给 C 编译器的额外标志。

CXXFLAGS 提供给 C++ 编译器的额外标志。

CPPFLAGS 提供给 C 预处理器和使用它的程序（C 和 Fortran 编译器）的额外标志。

FFLAGS 提供给 Fortran 编译器的额外标志。

LDFLAGS 在编译器应该调用链接器时提供给编译器的额外标志，“ld”，例如 -L。应添加库 (-lfoo) 改为 LDLIBS 变量。

LDLIBS 当编译器应该调用链接器“ld”时为编译器提供的库标志或名称。 LOADLIBES 已被弃用（但仍然支持）替代 LDLIBS。非库链接器标志，例如作为 -L，应该放在 LDFLAGS 变量中。

现在，R 根据不同的 C++ ISO 标准定义了“额外的”变体。这些变体在R Administration: Section 2.7.2 C++ Support 和R Administration: Section B.7 Compile and load flags 中给出

CXX98 CXX98STD CXX98FLAGS CXX98PICFLAGS

CXX11 CXX11STD CXX11FLAGS CXX11PICFLAGS

CXX14 CXX14STD CXX14FLAGS CXX14PICFLAGS

CXX17 CXX17STD CXX17FLAGS CXX17PICFLAGS

说了这么多，我们来解决第一个问题：

CXX和CXX98、CXX11和CXX14是什么关系？

CXX 是要使用的通用编译器选项。同时，R 定义了额外的CXX 选项以根据检测到的编译标准使用。也就是说，如果-std=c++98（CXX98 语言规范）由CXX_STD 设置，则使用与CXX98 关联的编译器。同样，对于CXX11 和CXX14，遵循相同的逻辑。详情请见Rcpp Gallery: Using Rcpp with C++11, C++14 and C++17。

如果已经隐含了 C++11，例如 CXX11STD = -std=c++11 的含义是什么？是在选择-std=c++11 和-std=gnu++11 之间吗？出于便携性原因，是否应该避免使用 -std=gnu++11？

CXX11STD的含义是确定适合C++11编译的语言标准。这个选项之所以存在只是因为如果R 选择的适当C++11 编译选项的版本对于编译器不正确，您可以更改它。存在这种情况的原因是因为每个编译器定义的 C++11 支持可能与 R Installation and Administration: 2.7.2 C++ Support 中所示的下一个编译器略有不同：

可能是 [脚注 13] 没有适合 C++11 支持的标志，在这种情况下，可以为 CXX11 及其相应标志选择不同的编译器。

脚注 13：

对于早期版本的 g++（例如 4.2.1）和 Solaris 编译器 CC 的常用版本也是如此。

有关 gcc 批准的语言标准的详细信息，请参阅GCC Manual: 3.4 Options Controlling C Dialect。此外，有关在包中使用带有 R 的 C++11 的详细信息，请参阅Writing R Extensions: Section 1.2.4 Using C++11 Code。

通常，我会避免显式设置此变量。如果您必须显式设置此变量，我建议您使用-std=c++11，因为大多数编译器都支持此声明。

CXXSTD 和 CXXFLAGS 的标志是否可以不只是添加到 CXX，这样前三行会减少到 CXX = g++ -std=c++11 -fsanitize=undefined,address -fno-omit-frame-pointer。明确指定CXXSTD 和CXXFLAGS 有什么好处？

有可能吗？是的。这样对吗？没有。

为什么我们可以只拥有一个三个变量？

三个变量工作流程的优势在于为不同的生产线提供了不同的角色。这允许快速理解编译选项的能力。因此，与将其塞入一行中的一个变量（终端宽度为 80）相比，它更容易理解。

例如

CXX = g++ -std=c++11 -fsanitize=undefined,address -fno-omit-frame-pointer

对

CXX = g++ 
CXX11STD = -std=c++11
CXXFLAGS = -fsanitize=undefined,address -fno-omit-frame-pointer

此外，如Writing R Extensions: Section 1.2.4 Using C++11 Code 所示包装时，您应该选择CXX_STD 而不是CXXSTD。这只是为了确保 R 将包注册为需要 C++xy。另一种方法是在DESCRIPTION 文件中写入属性SystemRequirements: C++xy，其中xy 表示年份。

CXX_STD = CXX11 是如何工作的？这里的CXX11 与~/.R/Makevars 中的CXX11 有什么关系？

这会将语言的编译和链接设置为使用 CXX11 设置的 C++11 编译器完成。通过指定CXX11，您指定了一个variable in Make，它将用于编译配方下的文件：

$(OBJCXX) $(ALL_CPPFLAGS) $(ALL_OBJCXXFLAGS) -c $< -o $@

其中$(OBJCXX) 是CXX，$(ALL_CPPFLAGS) 由$(R_XTRA_CPPFLAGS) $(PKG_CPPFLAGS) $(CLINK_CPPFLAGS) $(CPPFLAGS) 给出，$(ALL_OBJCXXFLAGS) 具有$(PKG_OBJCXXFLAGS) $(CXXPICFLAGS) $(SHLIB_CXXFLAGS) $(OBJCXXFLAGS)。

以上内容遵循/R/Makeconf.in。但是，例程可能是/m4/R。

CXXFLAGS 和PKG_CXXFLAGS 之间是什么关系（我的示例中没有包含）？

这两个都指定了编译器的编译标志。它们在Makevars 中的写入顺序不同。特别是，我们有 CXXFLAGS placed after PKG_CXXFLAGS。 正确大多数选项总是使用。因此，CXXFLAGS 优先于 PKG_CXXFLAGS。

Writing R Extensions: Section 5.5 Creating shared objects 中有一个关于PKG_* 选项的简要说明。

附录

以下是@Dominik 在此回复的评论部分提出的问题。

~/.R/Makevars 中定义的变量是否全局适用于所有包的安装，而/src/Makevars 中的变量只适用于当前包？

是的。这是准确的。 ~/.R/Makevars 中的变量将应用于所有包，而每个包附带的/src/Makevars 只会影响该包的设置。 /src/Makevars 中的值将优先于 ~/.R/Makevars。

某些软件包可能附带/src/Makevars.win，它提供了一个专门用于Windows 环境的Makevars 文件。

现在用于包的编译标准是否仅通过CXX_STD 设置，而不再由PKG_CXXFLAGS 设置，如gallery.rcpp.org/articles/simple-lambda-func-c++11 所示？

这两个标志的使用时间略有不同。特别是，CXX_STD 只能在包环境中运行。同时，与其名称相反，PKG_CXXFLAGS 会影响所有编译选项。因此，当您引用上述 Rcpp 库帖子时，您正在观察正在运行的独立脚本。要快速启用正确的模式，需要设置 PKG_CXXFLAGS 而不是 CXX_STD 定义。

现在，请原谅我简要介绍了独立使用编译选项的历史......PKG_CXXFLAGS 的使用有点老套了。事实上，R 3.4 中的首选方法是设置环境变量USE_CXX11 = "yes"。在 R 3.1 和 R 3.3 之间，标准是设置环境变量USE_CXX1X = "yes"。在这些实例之前，首选使用PKG_CXXFLAGS ="-std=c++11"。（Windows 除外，它需要 PKG_CXXFLAGS ="-std=c++0x"。）

使用CXX_STD=CXX11 是否意味着使用CXX、CXXSTD、CXXFLAGS 和CXX11PICFLAGS 给出的所有设置？

没有。这意味着使用通过以下方式设置的选项：

CXX11 CXX11STD CXX11FLAGS CXX11PICFLAGS

【讨论】：

太好了，感谢您的精彩回答！如果您允许，我将对此提出一些后续问题：i) ~/.R/Makevars 中定义的变量全局应用于所有软件包的安装是否正确，而 /src/Makevars 中的变量仅适用于当前软件包？ ii) 现在用于包的编译标准是否仅通过CXX_STD 设置，而不再由PKG_CXXFALGS 设置，如gallery.rcpp.org/articles/simple-lambda-func-c++11 所示？ iii) 使用CXX_STD=CXX11 是否意味着使用CXX、CXXSTD、CXXFALGS 和CXX11PICFLAGS 给出的所有设置？
再次感谢您为回答我的其他问题所做的努力。请注意，第 (iii) 部分有点愚蠢，因为我不小心错过了前 3 个变量中的 11。
什么是~/.R/Makevars??我在 Windows 上。我正在使用 sourceCpp() 来编译一个简单的模型。我想抑制 -Wreorder 警告。谢谢。
在 Windows 10 中，您可以使用 tools::makevars_user() 找到 Makevars 文件。我通过添加PKG_CXXFLAGS = -Wno-reorder 成功更改了sourceCpp() 的编译器选项
我想知道是否可以为特定系统提供一些特定示例。我对c和c++一无所知，只想获取需要编译才能编译的包；在我的特定情况下，在 centos 系统上。我目前的 Makevars 文件为 CC=gcc-7.3.1 CXX=g++7.3.1 CXX_STD=CXX CXX1X=g++-7.3.1 SHLIB_CXXLD=g++-7.3.1，当我尝试编译说 Rcpp 时出现错误