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C语言的静态库与共享库

2017-10-24 1019
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简介： 1库的概念2静态库2-1 静态库的概念2-2 静态库的创建2-2-1 静态库创建的命令2-2-2 静态库创建的准备工作2-2-3 创建静态库的例子2-3 静态库的使用2-3-1 静态库使用的命令2-3-2 静态库使用的例子3共...

1、库的概念

函数库是由系统建立的且有一定功能的函数集合。库中存放函数的名称和对应的目标代码，以及连接过程中所需的重定位信息，但是库中对应的函数的源代码一般是不可见的，而对应的头文件中可以看到它的对外接口（函数原型）。
Linux中标准的C函数库放置在/usr/lib下，以文件形式存放。用户也可以根据自己的所需建立自己的用户函数库。函数库分为静态库（.a）和共享库（.so，ShareObj），共享库在windows环境也叫动态链接库（.dll）。

2、静态库

2-1 静态库的概念

静态库是一些.o目标文件的集合，一般以.a形式结尾。静态库在程序链接阶段使用，链接器将程序要用到的函数从库中提取出来，并整合到程序中，程序运行不再使用静态库了。由于每个程序要用到函数都从库提取并整合在一起，所以可执行文件夹会比较大。

2-2 静态库的创建

2-2-1 静态库创建的命令

ar rcs lib库文件名.a 目标文件1 目标文件2 ... 目标文件n
  • r：表示将.o目标文件加入到静态库中；
  • c：表示创建静态库;
  • s：表示生产索引；

2-2-2 静态库创建的准备工作

wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C$ mkdir lib_test
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C$ cd lib_test/
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ l
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ mkdir bin include obj src
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ l
bin/  include/  obj/  src/
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ vim src/mymath_test.c
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ cat -n src/mymath_test.c 
     1  #include <stdio.h>
     2  #include "mymath.h"
     3  
     4  int main()
     5  {
     6      printf("My Pi: %lf"\n, my_pi());
     7      return 0;
     8  }
     9  
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ vim include/mymath.h
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ cat -n include/mymath.h 
     1  #ifndef __MYMATH_H__
     2  #define __MYMATH_H__
     3  
     4  double my_pi(void);
     5  
     6  #endif
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ vim src/mymathfun.c
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ cat -n src/mymathfun.c 
     1  
     2  double my_pi(void)
     3  {
     4      return 3.14159;
     5  }

2-2-3 创建静态库的例子

wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ mkdir lib 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ gcc -o obj/mymathfun.o -c src/mymathfun.c 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ar rcs lib/libmymathfun.a obj/mymathfun.o 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ls lib/
libmymathfun.a
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$

或者

wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ar rcs lib/libmymathfun.a src/mymathfun.c
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ls lib/
libmymathfun.a
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$

2-3 静态库的使用

2-3-1 静态库使用的命令

gcc -o 可执行文件 调用者的C源文件.c  -Ldir -l库文件名

或者

gcc -o 调用者的目标文件.o -c 调用者的C源文件.c
gcc -o 可执行文件 调用者的目标文件.o -Ldir -l库文件名
  • -Ldir：表示指定库文件所在的路径中，默认在库路径在/usr/lib目录下；
  • -lname：表示库目录的库文件libname.a或libname.so。如果库文件不是以lib开头，如hello.a，只能用用hello.a，不能用-lhello。
  • 删除静态库文件不会影响到可执行文件的运行。

2-3-2 静态库使用的例子

wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ gcc -o bin/mymathfun_test src/mymath_test.c -Iinclude -Llib -lmymathfun
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ./bin/mymathfun_test 
My Pi: 3.141590
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ gcc -o obj/mymath_test.o -c src/mymath_test.c -Iinclude
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ gcc -o bin/mymathfun_test obj/mymath_test.o -Iinclude -Llib -lmymathfun
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ./bin/mymathfun_test 
My Pi: 3.141590
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$

3、共享库（动态链接库）

3-1 共享库的概念

共享库即动态链接库，在linux中以.so(share object)为后缀，在windows中以.dll为后缀。程序开始启动运行时，加载所需的函数，程序运行时也需要共享库的支持。共享库链接出来的文件比静态库要小得多。Linux中所有标准的共享库存放在/usr/lib目录中。

3-2 共享库的创建

3-2-1 共享库的创建命令

gcc -shared -fPCI -o lib库文件名.so 目标文件1,目标文件2,...,目标文件n
  • -shared：表示要创建共享库；
  • -fpci或-fPCI：表示创建产生独立目标代码，具体应用取决于平台；

3-2-2 共享库的创建例子

wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ gcc -o obj/mymathfun.o -c src/mymathfun.c 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ gcc -shared -fPCI -o lib/libmymathfun2.so obj/mymathfun.o 
gcc: error: unrecognized command line option ‘-fPCI’; did you mean ‘-fPIC’?
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ gcc -shared -fPIC -o lib/libmymathfun2.so obj/mymathfun.o 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ gcc -shared -fpic -o lib/libmymathfun2.so obj/mymathfun.o 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ gcc -shared -fPCI -o lib/libmymathfun2.so obj/mymathfun.o 
gcc: error: unrecognized command line option ‘-fPCI’; did you mean ‘-fPIC’?
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ls lib/
libmymathfun.a  libmymathfun2.so
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ls lib/ -l
总用量 12
-rw-r--r-- 1 wu_being wu_being 1684 10月 24 17:31 libmymathfun.a
-rwxr-xr-x 1 wu_being wu_being 8152 10月 24 20:59 libmymathfun2.so
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$

3-3 共享库的使用

3-3-1 共享库的使用命令

gcc -o 可执行文件 调用者的C源文件.c  -Ldir -l库文件名

或者

gcc -o 调用者的目标文件.o -c 调用者的C源文件.c
gcc -o 可执行文件 调用者的目标文件.o -Ldir -l库文件名
  • 运行可执行文件提示找汪以库文件的解决方案
    1. sudo cp libmymathfun2.so /usr/lib
    2. export LD_LIBRARY_PATH=库文件目录
  • 删除静态库文件会影响到可执行文件的运行！（提示找不到库文件）

3-3-2 共享库的使用例子

wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ gcc -shared -fPIC -o lib/libmymathfun2.so src/mymathfun.c
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ gcc -o bin/mymathfun_test2 src/mymath_test.c -Iinclude -Llib -lmymathfun2
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ./bin/mymathfun_test2 
./bin/mymathfun_test2: error while loading shared libraries: libmymathfun2.so: cannot open shared object file: No such file or directory
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ sudo mv lib/libmymathfun2.so /usr/lib/
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ./bin/mymathfun_test2 
My Pi: 3.141590
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ 

wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ sudo rm -rf /usr/lib/libmymathfun2.so 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ls lib/
libmymathfun.a
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ gcc -shared -fPIC -o lib/libmymathfun2.so obj/mymathfun.o 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ls lib/
libmymathfun2.so  libmymathfun.a
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ gcc -o bin/mymathfun_test2 -Iinclude src/mymath_test.c -Llib -lmymathfun2
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ./bin/mymathfun_test2 
./bin/mymathfun_test2: error while loading shared libraries: libmymathfun2.so: cannot open shared object file: No such file or directory
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ export LD_LIBRARY_PATH=lib
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ./bin/mymathfun_test2 
My Pi: 3.141590
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ echo $LD_LIBRARY_PATH 
lib
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ 

wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ls lib/
libmymathfun2.so  libmymathfun.a
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ rm lib/libmymathfun2.so 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ls lib/
libmymathfun.a
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ./bin/mymathfun_test2 
./bin/mymathfun_test2: error while loading shared libraries: libmymathfun2.so: cannot open shared object file: No such file or directory
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$

4、不使用库的方法

test1

wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/test_cpp$ 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/test_cpp$ ls
mymathfun.c  mymath.h  mymath_test.c
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/test_cpp$ cat -n mymath_test.c 
     1  #include <stdio.h>
     2  #include "mymath.h"
     3  
     4  int main()
     5  {
     6      printf("My Pi: %lf\n", my_pi());
     7      return 0;
     8  }
     9  
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/test_cpp$ gcc mymath_test.c 
/tmp/ccRCzDfw.o：在函数‘main’中：
mymath_test.c:(.text+0x5)：对‘my_pi’未定义的引用
collect2: error: ld returned 1 exit status
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/test_cpp$ gcc mymath_test.c mymathfun.c 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/test_cpp$ ./a.out 
My Pi: 3.141593
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/test_cpp$ 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/test_cpp$ vim mymath_test.c 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/test_cpp$ cat -n mymath_test.c 
     1  #include <stdio.h>
     2  #include "mymath.h"
     3  #include "mymathfun.c"
     4  
     5  int main()
     6  {
     7      printf("My Pi: %lf\n", my_pi());
     8      return 0;
     9  }
    10  
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/test_cpp$ gcc mymath_test.c 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/test_cpp$ ./a.out 
My Pi: 3.141593
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/test_cpp$ gcc mymath_test.c mymathfun.c 
/tmp/ccMnE10S.o：在函数‘my_pi’中：
mymathfun.c:(.text+0x0): `my_pi'被多次定义
/tmp/cc89I2rk.o:mymath_test.c:(.text+0x0)：第一次在此定义
collect2: error: ld returned 1 exit status
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/test_cpp$

test2

wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ 
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ gcc -o bin/mymathfun_test src/mymath_test.c src/mymathfun.c 
src/mymath_test.c:2:20: fatal error: mymath.h: 没有那个文件或目录
 #include "mymath.h"
                    ^
compilation terminated.
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ gcc -o bin/mymathfun_test src/mymath_test.c src/mymathfun.c -Iinclude
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ./bin/mymathfun_test 
My Pi: 3.141590
wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$

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C语言库
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