C语言的静态库与共享库

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_testwu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C$ cd lib_test/wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ lwu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ mkdir bin include obj srcwu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ lbin/  include/  obj/  src/wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ vim src/mymath_test.cwu_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.hwu_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  #endifwu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ vim src/mymathfun.cwu_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.awu_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.cwu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ls lib/libmymathfun.awu_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.cgcc -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 -lmymathfunwu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ./bin/mymathfun_test My Pi: 3.141590wu_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 -Iincludewu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ gcc -o bin/mymathfun_test obj/mymath_test.o -Iinclude -Llib -lmymathfunwu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ./bin/mymathfun_test My Pi: 3.141590wu_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.sowu_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.sowu_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.cgcc -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.cwu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ gcc -o bin/mymathfun_test2 src/mymath_test.c -Iinclude -Llib -lmymathfun2wu_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 directorywu_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: 3.141590wu_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.awu_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.awu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ gcc -o bin/mymathfun_test2 -Iinclude src/mymath_test.c -Llib -lmymathfun2wu_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 directorywu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ export LD_LIBRARY_PATH=libwu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ./bin/mymathfun_test2 My Pi: 3.141590wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ echo $LD_LIBRARY_PATH libwu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ 

wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ls lib/libmymathfun2.so  libmymathfun.awu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ rm lib/libmymathfun2.so wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ls lib/libmymathfun.awu_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 directorywu_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$ lsmymathfun.c  mymath.h  mymath_test.cwu_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 statuswu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/test_cpp$ gcc mymath_test.c mymathfun.c wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/test_cpp$ ./a.out My Pi: 3.141593wu_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: 3.141593wu_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 statuswu_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 -Iincludewu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ ./bin/mymathfun_test My Pi: 3.141590wu_being@UbuntuKylin1704:~/Code/C/lib_test$ 

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