头文件+源文件、动态库和静态库、宏定义_linux 静态链接库 宏定义-程序员宅基地

技术标签： 计算器与编译器  c++  c语言  

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前言

先导问题

  • 如果一个函数在多个文件中同时使用，怎么办？
  • 在程序设计中如何避免重复造轮子？

解决方案

  • 头文件+源文件，将不同文件的函数引用到当前文件；
  • 库文件，通过规范的代码编写成特定的库，以便后续调用；
  • 宏定义，通过文本替换来定义简单的函数或变量。

编译过程
源文件(输入)
预处理
编译
汇编
链接
目标文件(输出)

宏定义

在预处理阶段，是编译器对文本的替换。

对比头文件+源文件与库文件

头文件+源文件

  • 编译前是人类可读的，即源代码；
  • 在编译过程中的使用位置：在编译中使用；
  • 来源：人手动编写的；
  • 文件类型：C++中是.cpp和.hpp文件。

库文件

库是一种可执行代码的二进制形式，已经写好、适用成熟、在遵守相关协议下可以复用被操作系统载入内存中执行的代码。

  • 编译后是机器可读的，即二进制文件；
  • 在编译过程中的使用位置：在链接中使用；
  • 来源：人手动编写后经过编译生成的；
  • 文件类型：C++中是.so，.ko，.a文件。

共同点

  • 虽然没有规定调用库函数必须引用头文件，但一般约定，当调用库函数的时候需要引用接口函数所在的头文件；
  • 一个库文件均有一组头文件与其对应。

链接

在这里插入图片描述
链接过程是将链接控制文件、命令行参数、对象文件与库文件融合的过程。

库文件

库文件分为两种：动态库(共享库)和静态库

动态库

  • 链接的时候不放入库文件，而是运行的过程中通过映射调用；
  • 运行速度慢；
  • 生成的目标文件需要在对应的动态库存在的时候才能运行；
  • 目标文件小；

静态库

  • 链接的时候将.o文件直接放入函数应该在的位置；
  • 运行速度快；
  • 生成一个目标文件；
  • 目标文件大；

Linux下几种库文件

  • .so文件：shared object
    .so文件是用户层的动态链接库，用于用户层的动态链接使用，内核态的代码同样不能直接访问。
  • .ko文件：kernel object
    .ko文件是内核态的动态链接库，用于内核态的动态链接使用，可以用于内核之间的模块相互调用。用户态的代码不可直接调用内核态的代码，但是可以通过其他方式进行通信。
  • .a文件：archive
    .a文件是用于静态链接时，使用的静态库。
  • .o文件：object
    .o文件是编译生成的目标文件，.a文件就是由.o文件打包生成的。

Linux环境中实例

文件名：test.c

#include <stdio.h>

int testfunc(void)
{
    
	puts("I'm so file.");
	return 123;
}

文件名：test.h

#ifndef SO_TEST
#define SO_TEST
int testfunc(void);
#endif

文件名：mytest.c

#include <stdio.h>
#include "test.h"

int main()
{
    
	printf("%d\n", testfunc());
	return 0;
}

在Linux终端中输入

gcc test.c -fPIC -shared -o libtest.so
sudo link libtest.so /usr/lib/libtest.so
gcc mytest.c -L . -l test -o mytest

在这里插入图片描述

说明

  • 默认程序运行的时候会在/usr/lib下寻找库；
  • 一种是通过软链接将库链接到/usr/lib下；
  • 另一种是修改PATH和 LD_LIBRARY_PATH，PATH是命令的环境变量，LD_LIBRARY_PATH是库的环境变量。详见Makefile与bash一文。
  • gcc test.c -fPIC -shared -o libtest.so
    -fPIC：位置无关代码(Position Independent Code, PIC)
    -shared：告诉编译器这是要编译动态链接库
    编译最终的命名规则是以lib开头的，即libxxx.so
  • gcc mytest.c -L . -l test -o mytest
    -L：寻找库的目录，.是当前目录
    -l：(小L)要链接的库
  • 注意与-I的区分，因为很多时候很难分得清大i还是小L（当然还有数字1）
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
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