C++のMakefile入門｜複数ファイルを分割・リンクしてビルドする方法

はじめに

この記事では、C++におけるMakefileの基本とその活用方法について解説します。

規模の大きなプログラムを1つのファイルにすべて記述するのは非効率的です。そこで一般的に行われるのが、プログラム全体を複数の.cppファイルと.h（ヘッダー）ファイルに分割し、クラスや機能ごとに整理したうえで、Makefileを使ってこれらをコンパイル・リンクして1つの実行ファイルにまとめるという手法です。

今回作成するファイル構成

• main.cpp … プログラムのエントリーポイント（main関数）
• print.cpp … 文字列を出力するprint()関数
• factorial.cpp … 階乗を計算するfactorial()関数
• multiply.cpp … 掛け算を行うmultiply()関数
• function.h … 各関数のプロトタイプ宣言をまとめたヘッダーファイル

ソースコード例

main.cpp

#include <bits/stdc++.h>
#include "function.h"
using namespace std;

// メイン実行プログラム
int main(){
    int num1 = 1;
    int num2 = 2;
    cout << multiply(num1, num2) << endl;
    int num3 = 5;
    cout << factorial(num3) << endl;
    print();
}

print.cpp

#include <bits/stdc++.h>
#include "function.h"
using namespace std;

// 文字列を出力する関数
void print()
{
    cout << "makefile" << endl;
}

factorial.cpp

#include <bits/stdc++.h>
#include "function.h"
using namespace std;

// 階乗を計算する関数
int factorial(int n){
    if (n == 1)
        return 1;
    return n * factorial(n - 1);
}

multiply.cpp

#include <bits/stdc++.h>
#include "function.h"
using namespace std;

// 掛け算を行う関数
int multiply(int a, int b){
    return a * b;
}

function.h

#ifndef FUNCTION_H
#define FUNCTION_H

void print();
int factorial(int);
int multiply(int, int);

#endif

Makefileの作成

続いて、上記のファイル群をコンパイルし、リンクして実行ファイルを生成するためのMakefileを作成します。

main: main.o print.o factorial.o multiply.o
	g++ main.o print.o factorial.o multiply.o -o main

main.o: main.cpp function.h
	g++ -c main.cpp

print.o: print.cpp function.h
	g++ -c print.cpp

factorial.o: factorial.cpp function.h
	g++ -c factorial.cpp

multiply.o: multiply.cpp function.h
	g++ -c multiply.cpp

clean:
	rm -f *.o main

注意： コマンド行の先頭は必ずタブ文字（Tab）でインデントしてください。半角スペースでは正しく動作しません。

ビルドと実行の手順

ターミナルで以下のコマンドを実行します。

make
./main

makeコマンドを実行すると、Makefileの依存関係に従って必要なファイルだけがコンパイルされ、最終的な実行ファイル「main」が生成されます。

出力結果

2
120
makefile

まとめ

Makefileを活用することで、変更があったソースファイルだけを効率よく再コンパイルでき、ビルドにかかる時間を大幅に短縮できます。また、ビルド手順を自動化・共有できるため、個人開発からチーム開発まで幅広く利用されている重要なツールです。まずは小さなプロジェクトでMakefileの書き方に慣れておきましょう。