1 动态库

1.1 动态库概述

C语言动态库（也称为共享库）是在程序运行时被加载到内存中的库文件，它包含了可由多个程序共享的代码和数据。动态库在编译时不会被直接链接到目标程序中，而是在程序运行时动态加载。这种特性使得动态库具有一些优势，如节省磁盘空间、便于更新和维护、以及支持多个程序同时共享库代码。

动态库通常以.so（在Linux和类Unix系统中）或.dll（在Windows系统中）作为文件扩展名。创建动态库的过程通常包括编写源代码文件、编译生成目标文件、然后使用特定的编译器选项（如-shared）将这些目标文件链接成动态库文件。

当程序需要使用动态库中的函数或数据时，它会在运行时通过操作系统提供的动态链接机制来加载这个库。一旦库被加载，程序就可以通过库中的导出符号来调用函数或访问数据。这种动态链接的方式使得程序在编译时不需要知道所有依赖项的具体实现，从而提高了程序的灵活性和可维护性。

需要注意的是，由于动态库是在运行时加载的，因此在使用动态库的程序中，需要确保动态库文件的路径正确，并且操作系统能够找到并加载这个库。此外，如果动态库更新了版本，程序在运行时可能会加载到新的库版本，这也需要程序在设计时考虑到版本兼容性和更新策略。

1.2 动态库制作

例如，实现一个简单的数学运算MathFun.c

// 动态库中的函数，用于加法  
int add(int a, int b) 
{  
    return a + b;  
}  
  
// 动态库中的函数，用于减法  
int subtract(int a, int b) 
{  
    return a - b;  
}

通过使用gcc编译器和-shared选项来创建动态库。

gcc -shared -o MathFun.so MathFun.c

将会生成一个名为MathFun.so的动态链接库文件。

1.3 动态库使用

export命令用于设置或显示环境变量。可以通过设置LD_LIBRARY_PATH环境变量来指定动态库的搜索路径，具体步骤：

• 找到你的动态库文件，例如，MathFun.so 假设它位于/home/whccf/code/dynamicdemo/lib目录下
• 使用export设置LD_LIBRARY_PATH，在终端中，你可以使用以下命令来设置LD_LIBRARY_PATH环境变量

export LD_LIBRARY_PATH=/home/wuccf/code/dynamicdemo/lib/:$LD_LIBRARY_PATH

注意，把新的库路径添加到了现有LD_LIBRARY_PATH的前面，并用冒号:分隔。这样做是为了确保你的库路径在搜索时具有更高的优先级。

2 静态库

2.1 静态库概述

C语言静态库（Static Library）是一种包含一组目标文件的归档文件，这些目标文件通常是由多个C语言源文件编译而成的。静态库在程序编译时被链接到目标程序中，成为程序的一部分，因此在运行时不再需要额外的库文件。与动态库（Dynamic Library）不同，静态库在编译时就已经被完全嵌入到可执行文件中，因此生成的可执行文件通常较大，但无需在运行时依赖外部库文件。

静态库通常具有.a的文件扩展名（代表archive），而在Windows中则通常使用.lib扩展名。创建静态库的过程涉及将多个目标文件（通常由.o或.obj文件组成）打包成一个单独的库文件。

使用静态库的好处之一是，它使得程序在分发时更加简单，因为所有必要的代码都已经包含在可执行文件中。此外，由于静态链接在编译时就已经完成，因此可以避免运行时动态链接可能带来的版本兼容性问题。然而，静态库也有一些缺点，比如生成的可执行文件较大，以及如果多个程序使用相同的静态库，那么每个程序都会包含库的一份完整副本，导致磁盘空间的浪费。

2.2 静态库制作

例如，实现一个简单的数学运算MathFun.c

// 静态库中的函数，用于加法  
int add(int a, int b) 
{  
    return a + b;  
}  
  
// 静态库中的函数，用于减法  
int subtract(int a, int b) 
{  
    return a - b;  
}

• 通过gcc -c编译源代码，生成目标文件.o
• 通过ar rc（或rcs）将目标文件.o打包生成静态库.a文件

gcc -c MathFun.c -o MathFun.o   
ar rc libMathFun.a MathFun.o

注意，库文件需要以lib开头，例如上述数学库，libMathFun.a；如果不带lib的话，将库文件链接至可执行文件时，可能会引起编译错误，如下：

# mathfunc.a放在dynamicdemo/lib目录下
whccf@whccf-VirtualBox:~/code/dynamicdemo$ gcc -o calculator calculator.c -L /home/whccf/code/dynamicdemo/lib -lmathfunc
/usr/bin/ld: 找不到 -lmathfunc
collect2: error: ld returned 1 exit status

# 解决方案
# 将dynamicdemo/lib下的mathfunc.a重新命名为libmathfunc.a，然后，再次使用gcc命令重新编译即可。

2.3 静态库使用

主程序calculator.c，它使用静态库中的函数

#include <stdio.h>  
#include "MathFun.h"  
  
int main()
{  
    int a = 5;  
    int b = 3;  
    int sum = add(a, b);  
    int diff = subtract(a, b);  
    printf("Sum: %d\n", sum);  
    printf("Difference: %d\n", diff);  
    return 0;  
}

为了编译这个程序并链接静态库，需要使用以下命令：

gcc -o calculator calculator.c -L /home/whccf/code/dynamicdemo/lib/ -lMathFun

其中，

• -L.告诉编译器在当前目录下查找库文件
• -lMathFun则告诉编译器链接名为libMathFun.a的库，注意不需要提供.a后缀

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