[C++知识库]Linux使用gcc生成与使用动态库与静态库

目录

1. 动态库与静态库的区别

2. 静态库的生成和使用

3. 动态库的生成和使用

3.1 将一个源文件生成为动态库并使用

3.2 将多个源文件生成为动态库并使用

3.3 找不到动态库的问题

1. 动态库与静态库的区别

能够自己生成库文件并使用自己的库文件，对理解一个大型的工程以及模块开发是很有好处的。事实上，我们进行模块开发的时候，往往是接触不到主程序的，开发的模块通常都是打包成库文件供他人使用的。

库文件分为动态库与静态库，动态库一般是以.so为结尾的文件，静态库一般以.a为结尾。动态库和静态库在编译过程中的区别是在链接的时间，动态库是在程序执行的时候被链接的，而静态库是在编译过程的链接阶段被链接的。这意味着，使用动态库时，库必须和可执行程序同时存在，不能被删除。而使用静态库时，在链接阶段静态库的内容相当于被复制粘贴进了可执行程序当中，程序执行时不在需要静态库。所以，使用动态库的可执行程序一般要比使用静态库的可执行程序要小很多，但可执行程序运行时必须依赖动态库。从开发的角度，一旦需要更改库，使用动态库的程序直接替换库即可，使用静态库则需要将整个程序重新编译。

2. 静态库的生成和使用

这里，我们用最简单的程序进行演示，程序如下。共有三个文件，主程序main.cpp,加法器程序add.cpp,加法器头文件add.h。这里需要将加法器程序编译成库。

#include <iostream>
using namespace std;
#include "add.h"
//#include "minus.h"

int main()
{
    int a = 10;
    int b = 7;

    int c1 = add(a, b);
    //int c2 = minusf(a, b);
    cout << c1 << endl;
    //cout << c2 << endl;

    return 0;
}

#include<iostream>
using namespace std;
#include "add.h"

int add(const int& a, const int& b)
{
    int c;
    c = a + b;

    return c;
}

#ifndef ADD_H
#define ADD_H

int add(const int& a, const int& b);


#endif

一个单独加法器，当作一个独立的模块。主函数中调用加法器模块。先把加法器这一源文件生成静态库，在终端中输入

ar rs libAdd.a add.o

会生成名为libAdd.a的静态库文件。然后编译主程序就会生成可执行文件，执行该文件就能得到计算结果。

g++ main.cpp -L. -lAdd

这行命令是编译主程序，并链接当前文件夹下的libAdd.so库文件。-L.表示当前文件夹，-l表示要链接的库名，后面不接空格，库名取lib后的部分。编译成功会后生成可执行程序a.out。运行后可得两数相加的结果17。

3. 动态库的生成和使用

3.1 将一个源文件生成为动态库并使用

同样以加法器演示。先把加法器这一源文件生成动态库，在终端中输入

g++ add.cpp -fPIC -shared -o libAdd.so

这里-f后面跟一些编译选项，PIC是其中一种，表示生成位置无关代码（Position Independent Code）；-shared产生共享对象文件。以上命令会生动态库libAdd.so，然后编译主程序。

g++ main.cpp -L. -lAdd

编译完成后，运行可执行程序，也可以得到和关联静态库时一样的结果。有人在运行可执行程序时可能会报找不到库的错误，在下面会解释为什么及如何解决。

3.2 将多个源文件生成为动态库并使用

按照c++的编写习惯，一个源文件包含的内容通常有限。但动态库其实不需要很多，所以理所当然的会用多个源文件生成一个动态库，其实只需要在上面的命令中将源文件依次列出即可。增加减法器的代码和头文件。

#include <iostream>
using namespace std;
#include "minus.h"

int minusf(const int& a, const int& b)
{
    int c;
    c = a - b;

    return c;
}

#ifndef MINUS_H
#define MINUS_H

int minusf(const int& a, const int& b);

#endif

g++ add.cpp minus.cpp -fPIC -shared -o libCal.so

然后编译主程序

g++ main.cpp -L. -lCal

3.3 找不到动态库的问题

由前面的分析，静态库在编译之后就会嵌入到主程序中，运行时就和库本身无关了，所以通常不会有其他的问题。但是动态库在编译成功之后，执行可执行文件时仍然需要链接原动态库，所以刚开始经常会出现在执行程序时找不到库的情况。这通常是因为动态库的位置没有让程序获知，可通过以下几种方式解决。

第一种是修改环境变量，通过环境变量LD_LIBRARY_PATH把当前目录添加到共享库的搜索路径

LD_LIBRARY_PATH=. ./main

第二种是将动态库的绝对路径放到缓存读取的文件中，让程序可以找到动态库的位置，这个缓存文件是/etc/ld.so.conf

第三种方法是将库文件拷贝到/usr/lib或/lib文件夹下。因为如果上述两个位置没有找到对应的库，程序会默认进入/usr/lib和/lib下进行寻找。