系統(tǒng)環(huán)境：Ubuntu Desktop 18.04

一、什么是靜態(tài)庫和動(dòng)態(tài)庫

我們通常需要把一些公用函數(shù)制作成函數(shù)庫，供其它程序使用，函數(shù)庫分為靜態(tài)庫和動(dòng)態(tài)庫兩種。

靜態(tài)庫在程序編譯時(shí)會(huì)被連接到目標(biāo)代碼中，程序運(yùn)行時(shí)不在需要該靜態(tài)庫。

動(dòng)態(tài)庫在程序編譯時(shí)并不會(huì)被連接到目標(biāo)代碼中，而是在程序運(yùn)行時(shí)才被載入。這樣我們可以通過更改動(dòng)態(tài)庫，動(dòng)態(tài)的改變程序的某些功能。

Linux下使用ar工具，將目標(biāo)文件壓縮到一起，并且對(duì)其進(jìn)行編號(hào)和索引，以便于查找和檢索。

二、gcc生成.a靜態(tài)庫和.so動(dòng)態(tài)庫

1.生成靜態(tài)庫(.a)

1.1編輯生成例子程序hello.h、hello.c和main.c

hello.h

#ifndef HELLO_H//如果源文件沒有定義，則編譯下面代碼
#define HELLO_H//定義宏
void hello(const char *name);
#endif/HELLO_H//ifndef的結(jié)束

hello.c

#include<stdio.h>
void hello(const char *name)
{
	printf("Hello %s!\n",name);
}

main.c

#include "hello.h"
int main()
{
    hello("everyone");
    return 0;
}

1.2將hello.c編譯成.o文件

無論靜態(tài)庫還是動(dòng)態(tài)庫都是由.o文件創(chuàng)建的。因此，我么必須將源代碼hello.c通過gcc先編譯成.o文件，在Linux系統(tǒng)終端下使用命令

gcc -c hello.c

為了確定我們得到了.o文件，可以使用ls命令

1.3由.o文件創(chuàng)建靜態(tài)庫

靜態(tài)庫文件名的命令規(guī)范是以lib為前綴，緊接著是靜態(tài)庫名，擴(kuò)展名為.a，例如我們將創(chuàng)建的靜態(tài)庫名為hello，則靜態(tài)庫文件名就是libhello.a。在Linux系統(tǒng)下創(chuàng)建靜態(tài)庫需要使用ar命令，在終端輸入以下命令.

ar -crv libmyhello.a hello.o

同樣的我們可以使用ls命令查看結(jié)果。

1.4在程序中使用靜態(tài)庫

靜態(tài)庫制作完成了，如何使用它內(nèi)部的函數(shù)呢？只需要在使用到這些公用函數(shù)的源程序中包含這些公用函數(shù)的原型聲明，然后再用gcc命令生成目標(biāo)文件時(shí)指明靜態(tài)庫名。

方法一：

在終端輸入以下命令：

gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

自定義的庫時(shí)，main.c還可以放在-L.和-lmyhello之間，但不能放在它倆之后，否則會(huì)提示myhello沒定義，但是是系統(tǒng)的庫時(shí)，如g++ -o main (-L/usr/lib) -lpthread main.cpp就不會(huì)出錯(cuò)。

方法二：

gcc main.c libmyhello.a -o hello

方法三：

先生成main.o

gcc -c main.c

再生成可執(zhí)行文件：

gcc -o hello main.o libmyhello.a

1.5驗(yàn)證靜態(tài)庫的特點(diǎn)

下面我們?cè)趧h除靜態(tài)庫的情況下，運(yùn)行可執(zhí)行文件，發(fā)現(xiàn)程序仍舊正常運(yùn)行，表明靜態(tài)庫跟程序執(zhí)行并沒有聯(lián)系。我們使用rm命令刪除libmyhello.a文件，然后執(zhí)行hello程序。

2.生成動(dòng)態(tài)庫(.so)

2.1由.o文件創(chuàng)建動(dòng)態(tài)庫文件

動(dòng)態(tài)庫文件名命名規(guī)范和靜態(tài)庫文件名命名規(guī)范類似，也是在動(dòng)態(tài)庫名增加前綴lib，但其文件擴(kuò)展名為.so。例如，我們將創(chuàng)建的動(dòng)態(tài)庫名為myhello，則動(dòng)態(tài)庫文件名就是libmyhello.so。在終端輸入以下命令來得到動(dòng)態(tài)庫文件libmyhello.so。

gcc -shared -fPIC -o libmyhello.so hello.o

2.2在程序中使用動(dòng)態(tài)庫

在程序中使用動(dòng)態(tài)庫和使用靜態(tài)庫一樣，也是在使用到這些函數(shù)的源程序中包含這些公有函數(shù)的聲明，然后在用gcc命令生成目標(biāo)文件時(shí)指明動(dòng)態(tài)庫名進(jìn)行編譯。在終端輸入以下命令

gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

或者可以使用命令

gcc main.c libmyhello.so -o hello

此時(shí)并不會(huì)報(bào)錯(cuò)（沒有 libmyhello.so 的話，會(huì)報(bào)錯(cuò)），但是接下來運(yùn)行該程序時(shí)會(huì)提示出錯(cuò)，因?yàn)殡m然連接時(shí)用的是當(dāng)前目錄的動(dòng)態(tài)庫，但是運(yùn)行時(shí)會(huì)到/usr/lib目錄下查找?guī)煳募？梢詫⑽募?libmyhello.so復(fù)制到目錄/usr/lib下，這樣運(yùn)行就不會(huì)報(bào)錯(cuò)了。

在終端輸入以下命令將libmyhello.so文件移動(dòng)到/usr/lib目錄下

sudo mv libmyhello.so /usr/lib

可以看到此時(shí)，執(zhí)行成功了。

如果動(dòng)態(tài)庫和靜態(tài)庫同時(shí)存在，通過實(shí)驗(yàn)我們可以發(fā)現(xiàn)會(huì)優(yōu)先使用動(dòng)態(tài)庫。

三、實(shí)例

1.實(shí)例1

1.1代碼

代碼如下：

A1.c

#include<stdio.h>
void print1(int arg){
    printf("A1 print arg:%d\n",arg);
}

A2.c

#include<stdio.h>
void print2(char *arg){
	printf("A2 printf arg:%s\n",arg);
}

A.h

#ifndef A_H
#define A_H
void print1(int);
void print2(char *);
#endif

test.c

#include<stdlib.h>
#include "A.h"
int main(){
    print1(1);
    print2("test");
    exit(0);
}

1.2 靜態(tài)庫.a文件的生成與使用

首先是生成.o文件，在終端輸入以下命令

gcc -c A1.c A2.c

接下來是生成靜態(tài)庫.a文件，在終端輸入以下命令

ar crv libafile.a A1.o A2.o

最后使用.a庫文件，創(chuàng)建可執(zhí)行程序（PS:若采用此種方式，需保證生成的.a文件與.c文件保存在同一目錄下，即都在當(dāng)前目錄下）。在終端輸入以下命令

gcc -o test test.c libafile.a
./test

1.3 動(dòng)態(tài)庫.so文件的生成與使用

首先是生成目標(biāo)文件(.o)，此處生成.o文件必須添加"-fpic"（小模式，代碼少），否則在生成.so文件時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)。在終端輸入以下命令

gcc -c -fpic A1.c A2.c

接下來是生成共享庫（動(dòng)態(tài)庫）.so文件

gcc -shared *.o -o libsofile.so

使用.so庫文件，創(chuàng)建可執(zhí)行程序

gcc -o test test.c libsofile.so
./test

此時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)，這是由于Linux系統(tǒng)只在/lib和/usr/lib目錄下查找.so文件，所以需要將相應(yīng)的.so文件拷貝到相對(duì)應(yīng)的路徑。在終端輸入以下命令

sudo cp libsofile.so /usr/lib

再執(zhí)行test程序，即可成功運(yùn)行。

同時(shí)可直接使用

gcc -o test test.c -L. -lname

來使用相應(yīng)庫文件，其中

-L. ：表示在當(dāng)前目錄下，可自行定義路徑path，即使用-Lpath即可。

-lname：name即對(duì)應(yīng)庫文件的名字（除開lib），即若使用libafile.a，則name為afile；若要使用libsofile.so，則name為sofile。

2.實(shí)例2

2.1代碼

sub1.c

float x2x(int x1,int x2)
{
    return (float)(x1*x2);
}

sub2.c

float x2y(int x1,int x2)
{
    return (float)(x1)/x2;
}

sub.h

#ifndef SUB_H
#define SUB_H
float x2x(int x1,int x2);
float x2y(int x1,int x2);
#endif

main.c

#include<stdio.h>
#include "sub.h"
int main()
{
    int x1,x2;
    scanf("%d %d",&x1,&x2);
    printf("x1*x2=%f\n",x2x(x1,x2));
    printf("x1/x2=%f\n",x2y(x1,x2));
    return 0;
}

2.2 靜態(tài)庫.a文件的生成與使用

依次在終端輸入以下命令

gcc -c sub1.c sub2.c
ar crv libsub.a sub1.o sub2.o
gcc -o main main.c libsub.a
./main
4 2

通過在終端輸入下面的命令來查看文件的大小

du -h main

此時(shí)生成的可執(zhí)行文件的大小為12k

2.3 動(dòng)態(tài)庫.so文件的生成與使用

依次在終端輸入以下命令

gcc -shared -fpic -o libsub.so sub1.o sub2.o
sudo cp libsub.so /usr/lib
gcc -o main main.c libsub.so
./main
4 2

同樣的，在終端輸入命令查詢main的大小

雖然和上面靜態(tài)庫生成的可執(zhí)行文件一樣大，但是這是由于函數(shù)太簡單。對(duì)于復(fù)雜一點(diǎn)的文件編譯來說，靜態(tài)庫生成的可執(zhí)行文件的大小理論上應(yīng)該大于動(dòng)態(tài)庫生成的可執(zhí)行文件的大小。

總結(jié)

通過上面三個(gè)實(shí)例，基本上可以熟練使用gcc生成靜態(tài)庫和動(dòng)態(tài)庫，并且可以學(xué)習(xí)到有關(guān)靜態(tài)庫和動(dòng)態(tài)庫的有關(guān)知識(shí)。與之前一次實(shí)驗(yàn)類似，先生成.o文件，然后將.o文件連接到主程序中，生成可執(zhí)行文件。不同的是，之前只有單個(gè)文件，本次實(shí)驗(yàn)連接了多個(gè)文件。對(duì)于以后開發(fā)某些項(xiàng)目時(shí)，如果只提供了靜態(tài)庫或者動(dòng)態(tài)庫，我們可以利用本次實(shí)驗(yàn)的知識(shí)來調(diào)用公用的函數(shù)，并生成可執(zhí)行文件。

以上就是C語言編程gcc如何生成靜態(tài)庫.a和動(dòng)態(tài)庫.so示例詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于gcc如何生成靜態(tài)庫.a和動(dòng)態(tài)庫.so的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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