C/C++库文件全了解（包含静态库、动态库，包含windows、linux，包含dll、lib、so）

2024-05-09 08:32:51

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C/C++库文件全了解
- 一. 前言
- 二. 名词解释
- - 2.1. windows的静态库：xxx.lib
  - 2.2. windows的动态库：xxx.dll
  - 2.3. linux的动态库：libxxx.so
  - 2.4. linux的静态库：libxxx.a
- 三. 自己编译库
- - 3.1 编译产生windows的静态库
  - 3.2 编译产生windows的动态库
  - 3.3 编译产生linux的静态库
  - 3.4 编译产生linux的动态库
- 四. 自己调用库
- - 4.1. 调用windows静态库文件
  - 4.2. 调用windows动态库文件
  - 4.3. 调用linux静态库文件
  - 4.4. 调用linux动态库文件

C/C++库文件全了解

一. 前言

是不是老是在编译的过程出现各种奇奇怪怪的错误，对于出现的错误完全看不懂在说点啥，只会复制黏贴到百度一通瞎搜索？是不是对于一些库文件.dll，.so，.lib完全不知道是个啥，完全不知道怎么使用他们？这是因为我们对一个C/C++程序的编译过程不够了解。关于编译过程的概念我放到了我的思维导图，链接，这里不再赘述。本文旨在带你了解库文件的编译生成和调用。
二. 名词解释
- 2.1. windows的静态库：xxx.lib
  
  包含testlib.lib和testlib.h两个文件，在写程序调用静态库里包含的函数的时候，编译完就已经把函数的实现放到了产生的exe文件里了，所以exe后期的运行不需要依赖静态库了，代价就是exe体积会变大。目前主流程序一般不用静态库
- 2.2. windows的动态库：xxx.dll
  
  包含testlib.lib和testlib.dll两个文件，在写程序调用动态库里包含的函数的时候，编译阶段只把函数的重定位信息放到了exe文件里了，所以exe后期的运行需要依赖动态库。值得一提的是，虽然动态库和静态库都有一个.lib文件，但是两者完全不一样。动态库的.lib文件只在你调用的编译阶段需要，而.dll只在调用的运行阶段需要。
- 2.3. linux的动态库：libxxx.so
  
  概念和windows的动态库一样，就是linux下的静态库和动态库命名时都需要在前面加lib
- 2.4. linux的静态库：libxxx.a
三. 自己编译库
- 3.1 编译产生windows的静态库
  - 3.1.1代码准备：
    C:\Users\john\Desktop\static_lib:
    ├─static_lib.cpp
    ├─static_lib.h
    ├─pch.cpp #这两个是vc++自己产生的的预编译头，这里我们不关注
    └─pch.h #这两个是vc++自己产生的的预编译头，这里我们不关注
  - 3.1.2 static_lib.cpp:
```
#include "pch.h"
#include "static_lib.h"
int add(int x, int y)
{return x + y;
}
```
  - 3.1.3 static_lib.h：
```
#pragma once
int add(int x, int y);
```
    编译完成后得到DEBUG文件夹里得到static_lib.lib文件，另外加一个刚才用的static_lib.h，有这两个文件就可以调用函数add了，调用过程在后面。
- 3.2 编译产生windows的动态库
  - 3.2.1代码准备：
    C:\Users\john\Desktop\dynamic_lib:
    ├─dynamic_lib.cpp
    ├─dynamic_lib.h
    ├─pch.cpp #这两个是vc++自己产生的的预编译头，这里我们不关注
    └─pch.h #这两个是vc++自己产生的的预编译头，这里我们不关注
  - 3.2.2 dynamic_lib.cpp：
```
#include "pch.h"
#include "dynamic_lib.h"
#define  DLL_API _declspec(dllexport)
DLL_API int add(int a, int b)   //实现两个整数相加
{return a + b;
}
```
  - 3.2.3 dynamic_lib.h：
```
#pragma once
#define  DLL_API _declspec(dllexport)
int add(int x, int y);
```
  编译完在DEBUG里会产生dynamic_lib.dll和dynamic_lib.lib两个文件
- 3.3 编译产生linux的静态库
  - 3.3.1代码准备：
    /home/nvidia/DeepLearning/test_a:
    ├─static_lib.c
    └─static_lib.h
  - 3.3.2 static_lib.c：
```
#include "static_lib.h"
int add(int a, int b)
{int c;c = a + b;return c ;
}
```
  - 3.3.3 static_lib.h:
```
#pragma onece
int add(int a, int b);
```
  - 3.3.4 编译生成静态库:
    编译过程分两步，先生成.o文件，然后根据.o文件归档为.a静态库文件
```
gcc -c static_lib.c
```
    然后归档为静态库文件，这样就生成了静态库libstatic_lib.a
```
ar crv libstatic_lib.a static_lib.o
```
- 3.4 编译产生linux的动态库
  - 3.4.1代码准备：
    /home/nvidia/DeepLearning/test_so:
    ├─dynamic_lib.c
    └─dynamic_lib.h
  - 3.4.2 dynamic_lib.c：
```
#include "dynamic_lib.h"
int add(int a, int b)
{int c;c = a + b;return c ;
}
```
  - 3.4.3 dynamic_lib.h:
```
#pragma onece
int add(int a, int b);
```
  编译产生.so文件，命令行里输入
```
nvidia@tegra-ubuntu:~$ gcc dynamic_lib.c -shared -fPIC -o libdynamic_lib.so
```
  要注意的是，一般产生的.so文件名要以lib开头
四. 自己调用库
- 4.1. 调用windows静态库文件
  - 4.1.1代码准备：
    C:\Users\john\Desktop\lib_test:
    ├─lib_test.cpp
    └─stdafx.h #这是vc++自己产生的的预编译头，这里我们不关注
  - 4.1.2 lib_test.cpp:
```
#include "stdafx.h"
#include "static_lib.h"
#pragma comment(lib, "static_lib.lib")
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{int a = 0, b = 2, c;c = add(a, b);return 0;
}
```
  这里需要设置编译器，告诉编译器静态库叫什么名字，在哪个文件夹里。在VS里需要设置地方是项目—属性—VC++ 目录，将static_lib.h所在的路径C:\Users\john\Desktop\static_lib填到包含目录里，将之前生成的static_lib.lib所在路径C:\Users\john\Desktop\static_lib\DEBUG填到库目录里。然后在项目——属性—链接器—输入，将static_lib.lib输入到附加依赖项里（这一步其实等同于lib_test.cpp里的#pragma comment(lib, “static.lib”)这句话，两者二选一即可）。最后编译成功。
- 4.2. 调用windows动态库文件
  - 4.2.1代码准备：
    C:\Users\john\Desktop\lib_test:
    ├─lib_test.cpp
    └─stdafx.h #这是vc++自己产生的的预编译头，这里我们不关注
  - 4.2.2 lib_test.cpp:
```
#include "stdafx.h"
#pragma comment(lib, "dynamic_lib.lib")
extern int add(int a, int b);
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{int a = 0, b = 2, c;c = add(a, b);return 0;
}
```
  注意，这里代码中少了一个include，多了一个extern了。在VS里需要设置地方是项目—属性—VC++ 目录，将之前生成的dynamic_lib.lib所在路径C:\Users\john\Desktop\dynamic_lib\DEBUG填到库目录里。然后在项目——属性—链接器—输入，将dynamic_lib.lib输入到附加依赖项里（这一步其实等同于lib_test.cpp里的#pragma comment(lib, “static.lib”)这句话，两者二选一即可）。最后编译成功。运行的时候需要把.dll文件放到生成exe的文件夹里，不然编译成功运行会出错
- 4.3. 调用linux静态库文件
  - 4.3.1代码准备：
    /home/nvidia/DeepLearning/lib_test:
    └─lib_test.c
  - 4.3.2 lib_test.c:
```
#include "static_lib.h"
int main()
{int a = 0, b = 2, c;c = add(a, b);return 0;
}
```
  - 4.3.3 编译:
```
gcc lib_test.c -o lib_test -L ../static_lib/ -lstatic_lib -I ../static_lib/
```
  注意，这里编译的时候需要用-I（大写的i）指定头文件所在文件夹位置，用-L指定动态库所在文件夹，用-l（小写的L）指定动态库的名字（去掉名字里最前面的lib）
  - 4.3.4 运行即可成功
- 4.4. 调用linux动态库文件
  - 4.4.1代码准备：
    /home/nvidia/DeepLearning/lib_test:
    └─lib_test.c
  - 4.4.2 lib_test.c:
```
#include "dynamic_lib.h"
int main()
{int a = 0, b = 2, c;c = add(a, b);return 0;
}
```
  - 4.4.3 编译:
```
gcc lib_test.c -o lib_test -L ../dynamic_lib/ -ldynamic_lib -I ../dynamic_lib/
```
  注意，这里编译的时候需要用-I（大写的i）指定头文件所在文件夹位置，用-L指定动态库所在文件夹，用-l（小写的L）指定动态库的名字（去掉名字里最前面的lib）
  - 4.4.3 运行报错:
    直接输入./lib_test运行会报错。因为刚才编译的时候可以通过编译参数告诉编译器动态库的位置，但是运行的时候不知道动态库在哪。
```
./lib_test: error while loading shared libraries: libdynamic_lib.so: cannot open shared object file: No such file or directory
```
  通过ldd命令可以查看lib_test需要哪些动态库，可以看到我们的动态库他找不到
  bash huangshiqing@ezviz-W580-G20:~/lib_test$ ldd lib_test linux-vdso.so.1 => (0x00007ffd659e0000) libdynamic_lib.so => not found libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f0a01391000) /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f0a0175b000)
  - 4.4.4 指定动态库搜索路径:
    动态链接时、执行时搜索路径顺序:
1. 编译目标代码时指定的动态库搜索路径；
  只在编译环节可以通过命令参数指定
2. 环境变量LD_LIBRARY_PATH指定的动态库搜索路径；
  通过下面命令临时添加或者在.bashrc中永久添加
```
export LD_LIBRARY_PATH=/home/nvidia/DeepLearning/dynamic_lib/:$LD_LIBRARY_PATH
```
3. 配置文件/etc/ld.so.conf中指定的动态库搜索路径；
  概念参见这里
4. 默认的动态库搜索路径/lib；
  直接将动态库移到这两个默认会去搜索的路径也可以
5. 默认的动态库搜索路径/usr/lib。
- 4.4.5 指定动态库位置后再次运行即成功
参考链接：https://blog.csdn.net/sunxiaopengsun/article/details/79351025

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