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C++静态库和动态库

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静态库与动态库

首先简单介绍一下gcc 指令

ubuntu 下安装gcc g++ 方法

sudo apt install gcc g++

gcc 的简单使用

建立hello.c 源文件
gcc hello.c => 生成a.out
gcc hello.c -o hello => 生成hello
./a.out | ./hello 运行

编译步骤

  1. 预处理 生成.i 文件
  2. 编译 生成.s 文件
  3. 生成目标文件 .o
  4. 链接各个.o 文件生成可执行文件

gcc常用参数选项

gcc编译选项 选项的意义
-E 预处理指定的源文件,不进行编译
-S 编译指定的源文件,不进行汇编
-c 编译、汇编指定的源文件,不进行链接
-o 指定生成文件名字
-I directory 指定 include 包含文件的搜索目录
-g 编译时,生成调试信息,该程序可以被调试器调试
-D 在程序编译的时候,指定一个宏 如打开DEBUG -D DEBUG
-w 不生成任何警告信息
-Wall 生成所有警告信息
-O [123] n的取值范围:0~3。编译器的优化选项的4个级别,-O0表示没有优化,-O1为缺省值,-O3优化级别最高
-l 在程序编译的时候,指定使用的库
-L 指定编译的时候,搜索的库的路径。
-fPIC/fpic 生成与位置无关的代码
-shared 生成共享目标文件。通常用在建立共享库时
-std 指定编译标准 如-std=c++1z或-std=gnu++17或-std=c++17

静态库

  • Linux 静态库
    • libxxx.a
      • lib 前缀
      • xxx 库的名字
      • .a 后缀
  • Windows 静态库
    • libxxx.lib

静态库的制作

  1. 生成 .o 文件

    gcc xxx.c xxx.c xxx.c -c

  2. 使用ar 打包
    1. ar rcs
    2. -r 替换
    3. -c 创建
    4. -s 索引

    ar rcs libxxx.a xxx.o xxx.o xxx.o

静态库的使用

引入头文件与需要的静态库libxxx.a (头文件中声明了静态库的接口,libxxx.a为接口的实现)
gcc main.c -o app -I ./include/ -L 静态库路径 -l 静态库名字

  • -L 静态库路径
  • -l 静态库名字 为libxxx.a 中的xxx

动态库/共享库

  • Linux 动态库
    • libxxx.so
      • lib 前缀
      • xxx 库的名字
      • .so 后缀
  • Windows 动态库
    • libxxx.dll

动态库制作

  1. 生成 .o 文件 (与位置无关)

    gcc -c xxx.c xxx.c xxx.c -c -fpic
    -fpic/-fPIC 使用相对地址记录代码位置

  2. gcc -shared xxx.o xxx.o xxx.o -o libcxxx.so

动态库使用

引入头文件与需要的动态库libxxx.so 头文件中声明了静态库的接口,libxxx.a为接口的实现)
$ gcc main.c -o app -I ./include/ -L 动态库路径 -l 动态库名字

工作原理

  • 静态库在程序编译时会链接到目标代码中,程序运行时不再需要静态库,体积较大。每次编译都需要载入静态代码,内存开销大。
  • 动态库在程序运行时才被载入,程序运行时需要动态库存在,体积较小。系统只需载入一次动态库,不同程序可以得到内存中相同的动态副本,内存开销小。

解决动态库找不到的问题:

第一种: 将动态库的绝对路径添加到 LD_LIBRARY_PATH 中

  1. 测试时候使用的, 终端关闭, 设置失效:
    在当前终端中执行: export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/库的路径
  2. 长久设置, 将export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/库的路径 写到配置文件中
  • 用户: ~/.bashrc

添加: export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/库的路径

  • 系统: /etc/profile

添加: export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/库的路径

  • 添加完成执行命令, 使修改生效:

. ~/.bashrc
. /etc/profile
source /etc/profile
. 相当于 source

第二种: 在 /etc/ld.so.cache 添加动态库路径

  1. 打开文件: /etc/ld.so.conf
  2. 将.so文件路径的目录添加到/etc/ld.so.conf, 更新: sudo ldconfig
  3. /etc/ld.so.conf的作用:记录了程序加载运行期间查找动态链接库时的路径。

静态库与动态库的区别

静态库特点总结:

静态库对函数库的链接是放在编译时期完成的。
程序在运行时与函数库再无瓜葛,移植方便。
浪费空间和资源,所有相关的目标文件与牵涉到的函数库被链接合成一个可执行文件

动态态库特点总结:

动态库把对一些库函数的链接载入推迟到程序运行的时期。
可以实现进程之间的资源共享。
程序升级变得简单。(只修改需要升级部分,静态库则需要整个重新编译)

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