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  

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.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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