【Linux】静态库的制作和使用详解

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前言：

本篇博客讲解两个类型的库：动态库(.so) 和 静态库(.a).的制作。

一、库的基础知识

库的作用：提升开发效率。隐藏源代码

库的本质：将所有的[.o]结尾的可执行目标二进制文件打包形成一个文件夹。

二、如何编写静态库

1.原理简述

你编写了好几个文件，给别人使用，但是又不想让使用者看到内部源代码，此时有没有什么办法呢。

本质就是隐藏.c源文件。

• 第一步：将所有.c的文件形成.o文件

• 第二步：将所有的.o使用ar指令打包成一个库文件。

• 具体流程如下图：

这样做的好出有：
（1）将所有的源文件打包好，防止使用者再拷贝时丢失原文件。提高了使用效率。
（2）使用者无法查看源码，提高了安全性

2.实际操作

分别创建了4个文件：mymath.h mymath.c myprint.h myprint.c.

• 1.：

#pragma once    
#include    
    
extern int addToTarget(int start, int end);//声明函数

• 2.mymath.c

  #include "mymath.h"                                             #             
                                                                                     
  //这段函数的作用是计算start-end之间的和
  int addToTarget(int start, int end)                               
  {                                                                
    int sum = 0;                                                   
    int i = start;                                                 
    for(i; i <= end; i++)
    {                                                                                                                                 
      sum += i;                                                    
    }                                                              
    return sum;                                                    
  }  

• 3.myprint.h

#pragma once     
    
#include    
#include    
    
extern void Print(const char* str);  

• 4.myprint.c

#include "myprint.h"                                                            
 
//这段函数功能是输出传入的字符串，后面加上时间戳                                                                    
void Print(const char* str)                                                          
{
  printf("%s[%d]\n",str,(int)(time(NULL)));
}       

有了上面四个文件后，还需要写一个main方法使用这些函数。

#include "myprint.h"    
#include "mymath.h"    
    
int main()    
{    
  Print("hello,world");                                                                                                               
  int res = addToTarget(1,100);    
    
  printf("res: %d\n",res);    
    
  return 0;    
}    

---

开始制作静态库：
第一步：将所有的.c文件–>.o文件
使用gcc的【-c】选项，代码如下：

gcc -o myprint.o -c myprint.c
gcc -o mymath.o -c mymath.c

注意：main函数不用参与，每个使用者都会有自己的main方法去调用库文件。

第二步：o文件打包成名字叫hello的静态库
知识补充：

【ar】指令：
ar -[选项] + lib+库文件名.a + 所有.o文件
选项这里只说r(replace替换)，c(create创建)就可以了，就足以让我们创建静态库了.
注意： 格式一定是lib+库文件名.a。也就是说要形成的静态库的名字 前缀必须是lib，后缀必须是.a，中间可以随便起名字.

执行代码：

ar -rc libhello.a main.o myprint.o mymath.o

可以发现，此时目录下面就会存在刚打包好的库文件了，但是，还需要结合对应的头文件才能正确的使用库文件中的函数。往下学！

3.使用makefile文件自动化构建

理清楚一个文件形成静态库的过程后 总结来说： .c文件 —> .o文件 —>
打包形成静态库
既然是这么一套固定的流程，那么我们完全可以用Makefile来完成这些工作。需要注意的是搞清各个文件的依赖关系，然后再进行编写。

所以最后的Makefile编写如下：

libhello.a: mymath.o myprint.o                                                                                                        
  ar -rc libhello.a mymath.o myprint.o    
mymath.o : mymath.c    
  gcc -o mymath.o -c mymath.c    
myprint.o: myprint.c    
  gcc -o myprint.o -c myprint.c    
    
.PHONY:clean    
clean:    
  rm -rf *.o libhello.a    

这样还没有结束：还有对应的许多头文件呢。一般都是.h声明，然后从.o打包形成的库里面找。

• 所以我们还需要做一件工作：将.h和.a文件规整到一起.在Makefile加入以内容：就是将头文件和库文件规整在一起，逻辑如下

• 

• makefile代码如下

.PHONY:hello    
hello:    
  mkdir -p hello/lib    
  mkdir -p hello/include    
  cp -rf *.h hello/include    
  cp -rf *.a hello/lib  

• 总结来说： .c文件 —> .o文件 —> 打包形成静态库–>最后将.h和.a文件规整到一起

这样就制作好了一个静态库！如何去使用呢？

四、静态库的使用

方法一：直接拷贝到系统路径

头文件gcc系统默认搜索路径是：/usr/include
库文件gcc系统默认搜索路径是：/lib64 或者 /usr/lib64

• 可以将你编写的静态库拷贝进/usr/lib64。头文件拷贝进/usr/include ；但是这样做会污染原来别人已经写好的库。不建议使用

方法二：指定路径搜索

我们可以直接在编译的时候加上头文件和库文件的路径.
对于上面的代码我们执行：

gcc main.c -I ./hello/include/ -L ./hello/lib/ -lhello

就可以指定路径进行查找。

选项：-I(i的大写)表示头文件的搜索路径
-L表示库文件的搜索路径
-l(小写的L)表示在特定路径下，要使用哪一个库.