c++ 静态库，动态库的制作和使用

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1.什么是库？

• 库文件是计算机上的一类文件，提供给使用者一些可以直接拿来使用的变量、函数或者类。
• 库是特殊的一种程序，编写库的程序和编写一般的程序区别不是很大，只是库不能单独运行。
• 库文件有两种：静态库和动态库（共享库），区别是：静态库在程序的链接阶段被复制到了程序中，动态库在链接阶段没有被复制到程序中，而是在程序运行时由系统动态的加载到内存中提供给程序调用。
• 库文件的好处：1.代码保密 2.方便部署和开发

2.静态库的制作

1.静态库的命名规则

• linu下：libxxx.a
  lib:.库文件的前缀(固定的)
  xxx:库的名字，可以自己起
  .a:后缀，固定
• windows下：libxxx.lib

2.静态库的制作与使用

1.静态库的制作

1. gcc获得.o文件
2. 将.o文件打包，使用ar工具(archive)
   ar rcs libxxx.a xxx.o xxx.o
   r：将文件插入到备存文件中
   c:建立备存文件
   s:索引

示例:将如下shape-test.cpp 文件编译成静态库
head.h

#pragma once
#include 
#include 


extern int add(int x, int y);

extern int mutil(int x, int y);

extern int subtract(int x, int y);

extern int div(int x, int y);

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add.cpp

#include "head.h"

int add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
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subtract.cpp

#include "head.h"

int subtract(int x, int y)
{
	return x * y;
}
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mutil.cpp

#include "head.h"

int subtract(int x, int y)
{
	return x * y;
}
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div.cpp

#include "head.h"

int div(int x, int y)
{
	return x / y;
}
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main.cpp

#include 
#include "head.h"

int main()
{
	int a = 20;
	int b = 12;

	printf("a = %,b = %d\n", a, b);
	printf("a + %,b = %d\n", add(a,b));
	printf("a - %,b = %d\n", mutil(a, b));
	printf("a * %,b = %d\n", subtract(a, b));
	printf("a / %,b = %d\n", div(a, b));
}
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1.gcc获得.o文件

gcc -c add.cpp div.cpp main.cpp  mutil.cpp
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2.使用ar rcs 命令创建静态库

ar rcs libcalc.a  add.o  mutil.o div.o subtract.o
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2.静态库的使用

1.编译主程序文件

gcc main.cpp -lstdc++  -o app -I ./include/ -l calc -L./lib

-o:生成目标文件
-I：头文件目录 
-l: 库文件名
-L./lib：到当前目录./lib下找依赖静态库
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2.执行主程序文件

./app
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3.动态库的制作

1.动态库的命名规则

• linu下：libxxx.so
  lib:.库文件的前缀(固定的)
  xxx:库的名字，可以自己起
  .so:后缀，固定
  在linux下是一个可执行文件
• windows下：libxxx.dll

2.动态库的制作与使用

1.动态库的制作

1. gcc获得.o文件，得到和位置无关的代码
   gcc -c -fpic/-fPIC a.c b.c
2. gcc 得到动态库
   gcc -shared a.o b.o -o libxxx.so

1.gcc获得.o文件

gcc -lstdc++ -c  -fpic add.cpp div.cpp mutil.cpp subtract.cpp
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2.gcc 得到动态库

gcc -shared add.o mutil.o div.o subtract.o -o libcalc.so
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2.动态库的使用

1.编译主程序文件

gcc -lstdc++  main.cpp  -o main -I ./include/ -L lib -l calc
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2.执行主程序文件

3.动态库加载失败的原因

静态库和动态库工作原理：

• 静态库：GCC进行链接时，会把静态库中代码打包到可执行文件中
• 动态库：GCC进行链接时，动态库的代码不会被打包到可执行程序中
• 程序启动后，动态库会被动态加载到内存中，通过ldd(list dynamic dependencies)命令检查动态库依赖关系
• 渡河定位共享库文件内？
  当系统加载可执行代码的时候，能够指导所依赖的库的名字，但是还是需要知道库的绝对路径。此时就需要系统的动态载入器来获取该绝对路径。对于elf格式的可执行程序，是由ld-linux.so来完成，它先后搜索elf文件的DT_RPATH段 --> 环境变量 --> /etc/ld.socache文件列表 --> /lib/,/usr/lib 目录找到库文件后将其存入到内存中

使用ldd命令可以列出程序连接的动态库的信息

动态库加载失败的解决办法：在环境变量中配置动态库的路径

4.静态库和动态库的对比

1.程序编译成可执行文件的过程：

2.静态库的制作过程

3.动态库的制作过程

5.静态库的优缺点

• 优点
  • 静态库被打打包到应用程序中加载速度快
  • 发布程序无需提供静态库，移植方便
• 缺点
  • 消耗资源，浪费内存
  • 更新部署麻烦

6.动态库的优缺点

• 优点

  • 可以实现进程间资源共享（共享库）
  • 更新、部署、发布简单
  • 可以控制何时加载动态库

• 缺点

  • 加载速度相对于静态库加载慢
  • 发布程序是需要体用依赖动态库