【Linux】从零开始认识动静态库 - 静态库
【Linux】从零开始认识动静态库 - 静态库
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>
4
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 }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>
5
6
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 }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：
- 头文件是一个手册 ， 提供函数的声明，告诉客户怎么使用
.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：
- 所谓的库文件本质就是把
.o文件打包 - 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>
5
6
7 int main()
8 {
9 int a = 5 ;
10 int b = 25;
11
12 printf("%d + %d = %d\n",a,b,Sum(a,b));
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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 } 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"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