【Linux】从零开始认识动静态库 - 静态库

送给大家一句话:
永不言弃，就是我的魔法！ ——阿斯塔《黑色四叶草》

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1 前言

今天我们来学习动静态库。我们之前有没有使用过库呢？？？
当然了：
strerror strstr strcpy memset...等函数都要有具体的实现，那这个具体的实现在哪里呢？？？就是在我们的库中！

2 动静态库概述

学习了这么多的知识，我们有没有使用过库呢？当然了，我们每次编写文件都会加入头文件，来保证我们可以顺利使用：strerror strstr map list vector 等函数与容器。而想要使用这些接口，一定一定又有对应的实现，那么这个实现是我们自己写的吗？当然不是，而是写在库文件中的。

我们编写一个简单的程序：

 1 #include<stdio.h>
  2 #include<string.h>
  3 #include<stdlib.h>                                                                                                                                                            
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  5 int main()
  6 {
  7   printf("I love you!!!\n");
  8   const char* str = "I am a joker!!!\n";
  9 
 10   char* copy = (char*)malloc(sizeof(char) * 128);
 11   strcpy(copy , str);
 12   printf("%s\n",copy);
 13   free(copy);
 14 
 15   return 0;
 16 }
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我们编译一下，然后使用：ldd 文件名来查看所使用的库：

这就是使用的库文件！

• 静态库（.a）：程序在编译链接的时候把库的代码链接到可执行文件中。程序运行的时候将不再需要静态库
• 动态库（.so）：程序在运行的时候才去链接动态库的代码，多个程序共享使用库的代码。

直白一点来讲，假如你想玩游戏，静态库就是买一台电脑放在宿舍，动态库就是去网吧与其他人共享。
Linux系统下基本都是使用动态库：

接下来我们来详细说说静态库和动态库。

实际工作中，80%的情况都是使用动态库！！！

3 建立静态库

我们来谈谈如何建立静态库。

3.1 背景知识

首先我们创建几个头文件和对应的函数实现：

我们现在有两套方法。
之前我们学过gcc编译成功的文件会变成.o二进制文件（可重定位目标文件），.o文件再经过链接就形成可执行程序。
OK，接下来我们假设一个场景：

今天，老师布置了一项大作业：要求完成一系列方法。你非常顺利的写出来了对应的.h和.c文件。这时候你的舍友来问你
舍友：“哥，那个大作业写了没有？”
你回答：“当然了”
舍友随即就客套道：“那啥哥，等哪天请你吃饭，你看看这个…”。
你瞬间就懂了舍友是想要“借鉴”一下大作业：“不行不行，我给你的话，咱俩的代码风格细节就一样了，出事了怎么办…”
你迟钝了一下
你：“也不是没办法，给你打包成.o文件用吧”。

在这个情景下，你不会把源代码给舍友，而是选择给他发一份二进制文件与头文件手册。

舍友看见了可发愁了，这怎么用啊，舍友连.o文件是什么都不知道。你说：“不用慌，这个和.c文件没有区别，正常调用.h的函数方法就可以”。舍友于是就试了试：

  1 #include"mystdio.h"
  2 #include"mymath.h"
  3 #include <stdio.h>
  4 #include<string.h>
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  7 int main()
  8 {
  9   int a = 5 ;
 10   int b = 25;
 11 
 12   printf("%d + %d = %d\n",a,b,Sum(a,b));
 13                                               
 14   myFILE* fp = my_fopen("./myfile.txt" , "w");
 15   if(fp == NULL) return 1;
 16 
 17   const char *message = "这就是我的作业\n";
 18 
 19   my_fwrite(fp,message,strlen(message));
 20 
 21   my_fclose(fp);
 22                                                                                                                                                                               
 23   return 0;                                                                                                  
 24 }
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舍友看着编写代码时候也没有报错，心里乐开了花，于是迫不及待的进行编译，这一编译可就出事了：

舍友蒙了，为什么提示找不到对应函数，不是提供了对应的文件了吗？这时你来解围：因为编译链接的时候需要把.o文件也一起进行：

这下就可以了！！！运行也正常！！！
成功了！！

总结：

1. 头文件是一个手册 ， 提供函数的声明，告诉客户怎么使用
2. .o文件提供实现，我们只需要补上一个main，调用头文件提供的方法，然后与.o进行链接，就可以形成可执行文件！！！

3.2 建立静态库

接着上面的情景：

后来 ,老师见你们能力挺强，于是给你和舍友布置了新作业，这个新作业需要数十个头文件。你一看终于到了大展身手的时候，可你的舍友愁坏了！！！像上次那样，你把所有的.h和.o都发给了舍友，舍友一不小心就漏掉了一两个，这可麻烦了。于是打包发给舍友，但是你的舍友不会解包。突然，你想到个新办法！建立一个静态库发给舍友！！！

这个静态库如何使用呢？
通过命令 ar -rc libmyc.a *.o 就可以创建一个静态库

于是你就发给了舍友：

然后继续编译链接就可以了：

这样就好了！！！这样使用一个静态库就集合了大量的.o文件方法！！！

总结：

1. 所谓的库文件本质就是把.o文件打包
2. 静态库提高了开发效率，避免重复的造轮子！

来看一下具体命令：

• 生成静态库[root@localhost linux]# ar -rc libmymath.a add.o sub.o
  ar是gnu归档工具，rc表示(replace and create)
• 查看静态库中的目录列表[root@localhost linux]# ar -tv libmymath.a
  rw-r–r-- 0/0 1240 Sep 15 16:53 2017 add.o
  rw-r–r-- 0/0 1240 Sep 15 16:53 2017 sub.o

3.3 使用静态库

那打包好了静态库，应该如何使用静态库呢？

我们搭建一个这样的结构：

这时候，如果其他人也想使用，我们就通过打包这个mylib发给他们。
想要通过这个使用，就要把这个库安装到系统里！就是把.h头文件安装到操作系统搜索头文件的路径下，.a文件也是这样

也就是这样，现在我们来试试：
因为现在已经在系统默认路径下了，所以既可以使用< >而不是" "

  1 #include<mystdio.h>
  2 #include<mymath.h>                                                                                                                                                            
  3 #include <stdio.h>                   
  4 #include<string.h>                   
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  7 int main()                           
  8 {                                    
  9   int a = 5 ;                        
 10   int b = 25;                        
 11                                      
 12   printf("%d + %d = %d\n",a,b,Sum(a,b));
 13                                      
 14   myFILE* fp = my_fopen("./myfile.txt" , "w");
 15   if(fp == NULL) return 1;           
 16                                      
 17   const char *message = "这就是我的作业\n";
 18                                      
 19   my_fwrite(fp,message,strlen(message));
 20                                      
 21   my_fclose(fp);                     
 22                                      
 23   return 0;                          
 24 }        
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我们编译链接一下：

唉嗨，怎么找不到呢？？？
因为之前我们使用的库都是C/C++的库，我们的编译器是认识他们的。而我们写的是第三方库，编译器就不认识。所以我们来认识一个新命令：gcc 文件名 -l库名称
需要注意的是库的名称，我们创建的是libmyc.a，那么这里写入的库名称应该是myc ,要去掉lib .a

这样就可以了！但是我们十分不建议这样做，不要随意改动操作系统的文件。这样很挫！！！

那可不可以不更改操作系统的文件，还想要在当前目录下使用我们的库呢？
我们在系统文件中删除我们的库之后，编译肯定是要报错的因为：

而此时我们库文件是在mylib中的

所以gcc就为我们提供了一些选项：

• -I(大写 i) ：可以帮助程序员动态的加入头文件的搜索路径
• -L ：可以帮助程序员动态加入需要链接的库文件的搜索路径
• -l(小写 L )：指明需要链接的库

来实践一下：

这样就可以不改变系统文件就完成与静态库的链接！！！

其中-I(大写i) 这个选项也可以不使用，但是前提是在代码中包含的头文件就要指明路径：

#inlcude"../mylib/inlclude/mystdio.h" 
#inlcude"../mylib/inlclude/mymath.h"
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注意一定是使用" "，因为< >只会会在系统默认路径下搜索。验证一下：

我们在回忆一下，我们之前学习gcc的时候说过:

• -static 此选项对生成的文件采用静态链接
• shared 此选项将尽量使用动态库，所以生成文件比较小，但是需要系统由动态库

我们在这里并没有指明-static ,怎么就可以使用了呢？因为当前我们的代码里没有动态库，所以编译器就只可以使用静态库了。

• 编译器默认优先动态链接，没有动态库才会使用静态链接

Thanks♪(･ω･)ﾉ谢谢阅读！！！

下一篇文章见！！！