系統(tǒng)環(huán)境：Ubuntu Desktop 18.04

一、什么是靜態(tài)庫和動態(tài)庫

我們通常需要把一些公用函數(shù)制作成函數(shù)庫，供其它程序使用，函數(shù)庫分為靜態(tài)庫和動態(tài)庫兩種。

靜態(tài)庫在程序編譯時會被連接到目標代碼中，程序運行時不在需要該靜態(tài)庫。

動態(tài)庫在程序編譯時并不會被連接到目標代碼中，而是在程序運行時才被載入。這樣我們可以通過更改動態(tài)庫，動態(tài)的改變程序的某些功能。

Linux下使用ar工具，將目標文件壓縮到一起，并且對其進行編號和索引，以便于查找和檢索。

二、gcc生成.a靜態(tài)庫和.so動態(tài)庫

1.生成靜態(tài)庫(.a)

1.1編輯生成例子程序hello.h、hello.c和main.c

hello.h

#ifndef HELLO_H//如果源文件沒有定義，則編譯下面代碼
#define HELLO_H//定義宏
void hello(const char *name);
#endif/HELLO_H//ifndef的結束

hello.c

#include<stdio.h>
void hello(const char *name)
{
	printf("Hello %s!\n",name);
}

main.c

#include "hello.h"
int main()
{
    hello("everyone");
    return 0;
}

1.2將hello.c編譯成.o文件

無論靜態(tài)庫還是動態(tài)庫都是由.o文件創(chuàng)建的。因此，我么必須將源代碼hello.c通過gcc先編譯成.o文件，在Linux系統(tǒng)終端下使用命令

gcc -c hello.c

為了確定我們得到了.o文件，可以使用ls命令

1.3由.o文件創(chuàng)建靜態(tài)庫

靜態(tài)庫文件名的命令規(guī)范是以lib為前綴，緊接著是靜態(tài)庫名，擴展名為.a，例如我們將創(chuàng)建的靜態(tài)庫名為hello，則靜態(tài)庫文件名就是libhello.a。在Linux系統(tǒng)下創(chuàng)建靜態(tài)庫需要使用ar命令，在終端輸入以下命令.

ar -crv libmyhello.a hello.o

同樣的我們可以使用ls命令查看結果。

1.4在程序中使用靜態(tài)庫

靜態(tài)庫制作完成了，如何使用它內(nèi)部的函數(shù)呢？只需要在使用到這些公用函數(shù)的源程序中包含這些公用函數(shù)的原型聲明，然后再用gcc命令生成目標文件時指明靜態(tài)庫名。

方法一：

在終端輸入以下命令：

gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

自定義的庫時，main.c還可以放在-L.和-lmyhello之間，但不能放在它倆之后，否則會提示myhello沒定義，但是是系統(tǒng)的庫時，如g++ -o main (-L/usr/lib) -lpthread main.cpp就不會出錯。

方法二：

gcc main.c libmyhello.a -o hello

方法三：

先生成main.o

gcc -c main.c

再生成可執(zhí)行文件：

gcc -o hello main.o libmyhello.a

1.5驗證靜態(tài)庫的特點

下面我們在刪除靜態(tài)庫的情況下，運行可執(zhí)行文件，發(fā)現(xiàn)程序仍舊正常運行，表明靜態(tài)庫跟程序執(zhí)行并沒有聯(lián)系。我們使用rm命令刪除libmyhello.a文件，然后執(zhí)行hello程序。

2.生成動態(tài)庫(.so)

2.1由.o文件創(chuàng)建動態(tài)庫文件

動態(tài)庫文件名命名規(guī)范和靜態(tài)庫文件名命名規(guī)范類似，也是在動態(tài)庫名增加前綴lib，但其文件擴展名為.so。例如，我們將創(chuàng)建的動態(tài)庫名為myhello，則動態(tài)庫文件名就是libmyhello.so。在終端輸入以下命令來得到動態(tài)庫文件libmyhello.so。

gcc -shared -fPIC -o libmyhello.so hello.o

2.2在程序中使用動態(tài)庫

在程序中使用動態(tài)庫和使用靜態(tài)庫一樣，也是在使用到這些函數(shù)的源程序中包含這些公有函數(shù)的聲明，然后在用gcc命令生成目標文件時指明動態(tài)庫名進行編譯。在終端輸入以下命令

gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

或者可以使用命令

gcc main.c libmyhello.so -o hello

此時并不會報錯（沒有 libmyhello.so 的話，會報錯），但是接下來運行該程序時會提示出錯，因為雖然連接時用的是當前目錄的動態(tài)庫，但是運行時會到/usr/lib目錄下查找?guī)煳募?。可以將文?libmyhello.so復制到目錄/usr/lib下，這樣運行就不會報錯了。

在終端輸入以下命令將libmyhello.so文件移動到/usr/lib目錄下

sudo mv libmyhello.so /usr/lib

可以看到此時，執(zhí)行成功了。

如果動態(tài)庫和靜態(tài)庫同時存在，通過實驗我們可以發(fā)現(xiàn)會優(yōu)先使用動態(tài)庫。

三、實例

1.實例1

1.1代碼

代碼如下：

A1.c

#include<stdio.h>
void print1(int arg){
    printf("A1 print arg:%d\n",arg);
}

A2.c

#include<stdio.h>
void print2(char *arg){
	printf("A2 printf arg:%s\n",arg);
}

A.h

#ifndef A_H
#define A_H
void print1(int);
void print2(char *);
#endif

test.c

#include<stdlib.h>
#include "A.h"
int main(){
    print1(1);
    print2("test");
    exit(0);
}

1.2 靜態(tài)庫.a文件的生成與使用

首先是生成.o文件，在終端輸入以下命令

gcc -c A1.c A2.c

接下來是生成靜態(tài)庫.a文件，在終端輸入以下命令

ar crv libafile.a A1.o A2.o

最后使用.a庫文件，創(chuàng)建可執(zhí)行程序（PS:若采用此種方式，需保證生成的.a文件與.c文件保存在同一目錄下，即都在當前目錄下）。在終端輸入以下命令

gcc -o test test.c libafile.a
./test

1.3 動態(tài)庫.so文件的生成與使用

首先是生成目標文件(.o)，此處生成.o文件必須添加"-fpic"（小模式，代碼少），否則在生成.so文件時會報錯。在終端輸入以下命令

gcc -c -fpic A1.c A2.c

接下來是生成共享庫（動態(tài)庫）.so文件

gcc -shared *.o -o libsofile.so

使用.so庫文件，創(chuàng)建可執(zhí)行程序

gcc -o test test.c libsofile.so
./test

此時會報錯，這是由于Linux系統(tǒng)只在/lib和/usr/lib目錄下查找.so文件，所以需要將相應的.so文件拷貝到相對應的路徑。在終端輸入以下命令

sudo cp libsofile.so /usr/lib

再執(zhí)行test程序，即可成功運行。

同時可直接使用

gcc -o test test.c -L. -lname

來使用相應庫文件，其中

-L. ：表示在當前目錄下，可自行定義路徑path，即使用-Lpath即可。

-lname：name即對應庫文件的名字（除開lib），即若使用libafile.a，則name為afile；若要使用libsofile.so，則name為sofile。

2.實例2

2.1代碼

sub1.c

float x2x(int x1,int x2)
{
    return (float)(x1*x2);
}

sub2.c

float x2y(int x1,int x2)
{
    return (float)(x1)/x2;
}

sub.h

#ifndef SUB_H
#define SUB_H
float x2x(int x1,int x2);
float x2y(int x1,int x2);
#endif

main.c

#include<stdio.h>
#include "sub.h"
int main()
{
    int x1,x2;
    scanf("%d %d",&x1,&x2);
    printf("x1*x2=%f\n",x2x(x1,x2));
    printf("x1/x2=%f\n",x2y(x1,x2));
    return 0;
}

2.2 靜態(tài)庫.a文件的生成與使用

依次在終端輸入以下命令

gcc -c sub1.c sub2.c
ar crv libsub.a sub1.o sub2.o
gcc -o main main.c libsub.a
./main
4 2

通過在終端輸入下面的命令來查看文件的大小

du -h main

此時生成的可執(zhí)行文件的大小為12k

2.3 動態(tài)庫.so文件的生成與使用

依次在終端輸入以下命令

gcc -shared -fpic -o libsub.so sub1.o sub2.o
sudo cp libsub.so /usr/lib
gcc -o main main.c libsub.so
./main
4 2

同樣的，在終端輸入命令查詢main的大小

雖然和上面靜態(tài)庫生成的可執(zhí)行文件一樣大，但是這是由于函數(shù)太簡單。對于復雜一點的文件編譯來說，靜態(tài)庫生成的可執(zhí)行文件的大小理論上應該大于動態(tài)庫生成的可執(zhí)行文件的大小。

總結

通過上面三個實例，基本上可以熟練使用gcc生成靜態(tài)庫和動態(tài)庫，并且可以學習到有關靜態(tài)庫和動態(tài)庫的有關知識。與之前一次實驗類似，先生成.o文件，然后將.o文件連接到主程序中，生成可執(zhí)行文件。不同的是，之前只有單個文件，本次實驗連接了多個文件。對于以后開發(fā)某些項目時，如果只提供了靜態(tài)庫或者動態(tài)庫，我們可以利用本次實驗的知識來調(diào)用公用的函數(shù)，并生成可執(zhí)行文件。

以上就是C語言編程gcc如何生成靜態(tài)庫.a和動態(tài)庫.so示例詳解的詳細內(nèi)容，更多關于gcc如何生成靜態(tài)庫.a和動態(tài)庫.so的資料請關注腳本之家其它相關文章！

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