Linux下静态库与动态库制作及分文件编程

1.分文件编程

这部分玩过单片机的都有所了解，在.c文件很多的时候，需要分文件编程，也叫模块化编程。

1.1优点

● 分模块的编程思想；

● 便于功能责任划分；

● 方便后期的维护和调试；

● 主程序更加简洁。

1.2操作逻辑

一篇代码基本可以分为三个部分，头文件部分，功能区部分，主函数main部分。那么分文件编程就是将这三个模块分别生成单独的代码文件。

● 功能区.c ：只写功能实现的代码部分，可以不写头文件

● 主函数.c ：写主函数main()的部分 ，和自己生成的“头文件.h”，用双引号“”，不用<>。

● 头文件.h ：代码需要的所有头文件首先要写进去，然后功能区定义的函数及变量要写入(只写函数定义的区域，末尾加分号)。作用在于连接功能区代码和主函数代码。

1.3示例

输入两个数，分别计算出加减乘除后的值。

源代码示例（没用使用分文件编程的方式）

代码拆分：采用分文件编程，将头文件区，功能代码区，主函数区分别建立代码文件

demo.h —— 头文件

#ifndef __DEMO_H		//加入预编译，防止重复加入头文件，命令方式以大写的头文件为名
#define __DEMO_H	#include <stdio.h>int add(int x,int y);//加法
int sub(int x,int y);//减法
int mul(int x,int y);//乘法
float div(int x,int y);//除法#endif

demo.c —— 主函数

#include "demo.h"//自建头文件，用双引号“”，里面包含功能区函数的定义及参数
//连接主函数和功能区代码 
int main()
{int data1;int data2;int value;printf("input a num:\n");scanf("%d",&data1);printf("input a num:\n");scanf("%d",&data2);printf("=============\n");printf("%d+%d=%d\n",data1,data2,add(data1,data2));//加printf("%d-%d=%d\n",data1,data2,sub(data1,data2));//减printf("%dx%d=%d\n",data1,data2,mul(data1,data2));//乘printf("%d/%d=%f\n",data1,data2,(float)div(data1,data2));//除return 0;
}

demo1.c —— 功能代码区

#include "demo.h"	//一般都会加自己的头文件，因为有些宏定义都会放到这个.h里面int add(int x,int y)//加法
{return x+y;
}
int sub(int x,int y)//减法
{return x-y;
}
int mul(int x,int y)//乘法
{return x*y;
}
float div(int x,int y)//除法
{return (float)x/y;
}

编译

//1.最笨的
gcc demo.c main.c
//2.利用*通配符，编译所有以.c为结尾的文件
gcc *.c

2.Linux库的概念

一个“程序函数库”简单的说就是一个文件包含了一些编译好的代码和数据，这些编译好的代码和数据可以在事后供其他的程序使用。程序函数库可以使整个程序更加模块化，更容易重新编译，而且更方便升级。

程序函数库可分为3种类型：静态函数库（static libraries）、共享函数库（shared libraries）、动态加载函数库（dynamically loaded libraries）： （静态库，动态库，共享库）

1、静态函数库，是在程序执行前就加入到目标程序中去了 ；

通俗点说明：你可以使用我的代码，但是你不能看我的代码；

编译时，会链接到我们生成的库文件，程序可以正常编译运行，但如果常规使用vi打开库文件，就是一页乱码。

就是把上面的.c文件封装起来融合到主文件了，只有一个.h文件供你调用。

2、动态函数库同共享函数库是一个东西（在linux上叫共享对象库， 文件后缀是.so ，windows上叫动态加载函数库， 文件后缀是*.dll）

假如只有一个文件，那么静态库就很方便，但是如果有一百个文件，都用到了这个库文件，都融合到文件里面就会使得文件占得空间巨大，而且如果这个库文件更新迭代后，所有文件都要重新编译一下，如果是使用的动态库或者说共享库的话，这一百个文件共用这一个库文件，那么会省下很大一部分空间，在更新升级迭代后只需更新这一个库文件即可。

Linux中命名系统中共享库的规则

3.静态库的制作与使用

目前不是那么常用了，不如动态库的种种，但是还是要学一下

静态函数库：是在程序执行前（编译）就加入到目标程序中去了 ；一般将功能性代码生成库文件

3.1优缺点

优点：
● 静态库在编译的时候就被打包到应用程序中，所以其加载的速度快;
● 发布程序的时候无需提供静态库，因为已经在app中，移植方便;

缺点：
● 链接时完整的拷贝到可执行文件中，被多次使用就会有多份冗余拷贝；
● 更新，部署，发布麻烦；

3.2命名规则

静态库文件的命名方式：“libxxx.a”,库名前加“lib”，后缀用“.a”，“xxx”为静态库名

动态库以.so为后缀

3.3制作步骤

原材料：xxx.c或者.cpp文件

1. 制作成.o文件(-c在前在后无所谓)

gcc  -c xxx.c

2. 生成静态库文件

ar rcs libtest.a xxx.o	//单个
ar rcs libtest.a xxx.o xxx.o //多个

生成的静态库文件通过主函数的链接后，正常编译运行，但并不能打开库文件查看里面的内容，也是库文件制作的目的所在

其中：

ar rcs为固定命令，lib为固定开头，.a为固定结尾，中间的名字自己起

ar 命令里的内容 ：

3.4开始享用

你只知道他的头文件里面的函数有什么，怎么用，但是不知道这个函数具体是怎么实现的

1，mv xxx.c ~ 将原先的功能文件和生成的.o文件移至工作目录，只留下.h头文件和主函数文件，还有生成的静态库文件。

2，gcc xxx.c -ltest -L./ 编译

• -l (L小写)：链接生成的静态库文件，libtest.a需要“砍头去尾” test;
• -L: 告诉gcc编译器从-L指定的路径去找静态库（当前路径）。默认是从/usr/lib或/usr/local/lib中去找

orangepi@orangepizero2:~/file$ ls
demo1.c  demo1.o  demo.c  demo.h  libtest.a
orangepi@orangepizero2:~/file$ mv demo1.c demo1.o ~  //把多余的文件移动到工作目录
orangepi@orangepizero2:~/file$ ls   //只剩下库文件，头文件，主函数文件
demo.c  demo.h  libtest.a
orangepi@orangepizero2:~/file$ gcc demo.c -ltest -L./ //编译要链接库和路径
orangepi@orangepizero2:~/file$ ls  //编译成功，生成可执行程序a.out
a.out  demo.c  demo.h  libtest.a
orangepi@orangepizero2:~/file$ ./a.out //运行成功

4.动态库的制作与使用

动态函数库：是在程序执行时动态（临时）由目标程序去调用

4.1优缺点

优点：

• 链接时不复制，程序运行时由系统动态加载到内存，供程序调用，系统只加载一次，多个程序可以共用，节省内存；
• 程序升级简单，因为app中没有库的源代码，升级之后只要库的名字不变，函数名与及参数不变，只是做了优化，就能加载成功；

缺点：

• 加载速度比静态库慢；
• 发布程序时需要提供依赖的动态库；

4.2动态库命名规则

**动态库的命名方式：**与静态库类似，“libxxx.so”, 库名前加“lib”，后缀用“.so”，“xxx”为动态库名

4.3制作步骤

原材料：xxx.c 文件

1. 将源文件生成.o，需要加一个参数fpic

gcc a.c b.c -c -fpic(fPIC)

2. 生成.so文件：

gcc -shared  xxx.o -o libtest.so

//一步到位的操作，不再生成.o文件，直接到.so
gcc -shared  -fpic xxx.c -o libtest.sogcc -shared  -fpic xxx.c -o libtest.soarm-linux-gnueabihf-gcc -shared  -fpic *.c -o libtest.so

● -shared：必须使用的关键字，指定生成动态库；

● -fpic：执行标准，作用于编译阶段，在生成目标文件时就得使用该选项；

4.4开始享用

gcc xxx.c -ltest -L./ 编译后生成默认a.out可执行程序，也可以自行-o生成执行程序

里面这些符号的含义，在静态库已做介绍，不再赘述

编译没问题，但是结果出了问题。动态库运行和静态库的运行方式有区别的，静态库直接生在在可执行的程序中，而动态库是在程序执行时动态（临时）由目标程序去调用，需要去找到执行的文件目录，所以上面的动态库执行出错。

动态库默认不会去当前目录下找，而是去环境变量中找。

解决方法：把生成的动态库文件libtest.so拷贝到/usr/lib/这个路径下即可

为了让系统能找到要加载的共享库，有三种方法 ：1.把库拷贝到/usr/lib和/lib目录下 
2.在LD_LIBRARY_PATH环境变量中添加库所在路径,,export  LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:你的动态库目录
3.添加/etc/ld.so.conf.d/*.conf文件，执行ldconfig刷新

sudo cp libtest.so /usr/lib/