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Linux操作系统3-文件与IO操作5（动态库与静态库的建立与加载）

news 来源：原创 2025/9/21 22:57:56

上篇文章：Linux操作系统3-文件与IO操作4(软硬链接的建立与使用, 文件的三种时间)-CSDN博客

本篇代码Gitee仓库：myLerningCode/l21 · 橘子真甜/Linux操作系统与网络编程学习 - 码云 - 开源中国 (gitee.com)

本篇重点：动态库与静态库

一. 静态库的建立使用

1.1 C语言中.c文件，.o文件，.h文件的使用

编辑

1.2 静态库的建立

1.3 静态库的使用

二. 动态库的建立与使用

2.1 建立动态库文件

2.2 动态库的使用

a 将这个库文件安装到系统目录中

b 添加到环境变量中

2.3 使用第三方库

三. 动态库的加载

一. 静态库的建立使用

1.1 C语言中.c文件，.o文件，.h文件的使用

如何建立一个简单的加减法静态库？

假如我们库中的代码包含下面部分

如果我们自己使用，当然可以直接使用gcc

如果给别人使用，又不想让别人知道我们写的代码的具体方式，我们可以给其他人.o文件和.h文件。

我们知道，C程序运行的过程是预编译，编译，汇编，链接

所以我们第一步使用gcc -c 将.c文件生成.o文件

然后我们就可以直接使用.o文件

然后我们只要将.o文件(代码的具体实现方式)和.h文件（代码的声明，方便其他人理解）发送给其他人，其他人就可以使用

举例

main.c代码如下

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "my_sub.h"
#include "my_add.h"int main()
{int a = rand(), b = rand();printf("a = %d b = %d\n", a, b);printf("a - b = %d\n", mysub(a, b));printf("a + b = %d\n", myadd(a, b));return 0;
}

但是，如果我们又非常多的.o文件和.h文件该怎么办呢？

1.2 静态库的建立

我们将所有的.o文件打包成一个文件，这个文件就是库文件

//打包库文件
ar -rc 要生成库文件的名称（后缀是.a） test1.o test2.o ...//查看库文件
ar -tv 要查看库文件的名称

举例

然后我们将头文件和库文件放在一起给其他人，其他人就可以使用我们的库文件了！

makefile文件中的代码如下：

libmymath.a:my_add.o my_sub.oar -rc $@ $^
my_add.o:my_add.cgcc -c my_add.c
my_sub.o:my_sub.cgcc -c my_sub.c.PHONY:output
output:mkdir -p mylib/includemkdir -p mylib/libcp  *.a mylib/libcp  *.h mylib/include.PHONY:clean
clean:rm -rf libmymath.a  *.o

然后我们只要将mylib发送给其他人，其他人就能够使用这个库

1.3 静态库的使用

如下图，我们的代码是test.c需要使用mylib

如果直接gcc -o test test.c会发送报错。如下图所示

显示，找不到头文件。

C/C++中，头文件首先在指定的目录中查找，然后去系统默认的目录中查找。

上面我们没有指定目录，而系统目录中没有mylib。所以无法找到my_sub.h

我们需要使用 gcc -I 指定头文件

如下图：

但又显示两个函数都没有定义，这是为什么呢？

对于不是系统的库文件，我们需要指定库文件的位置才能使用这个库

我们需要使用 gcc -L 来添加指定目录的库文件。如下图

还是库文件的目录报错，这是因为这个库目录lib/中可能有很多的库文件，编译器并不知道我们使用的是哪一个库文件

指定库文件的目录之后，我们还要指定这个库的名称，编译器才能找到它

gcc -l 库名称 即可指定库的名称

为什么指定库名称后还是报错？

这里是因为库的名称是mymath而不是libmymath.a。lib是这个库的前缀，.a是这个库的后缀且不需要添加前面的路径

对与gcc来说，默认使用动态链接，如果一个库即提供了动态库，也有静态库，则会使用动态链接

如果只提供了静态库，才会使用静态链接

我们将库文件和头文件放到系统指定的目录中，我们就无需指定目录，可以直接使用。这种行为称为安装。

对于下载的别人建立的库文件，我们只需要指定名称即可

二. 动态库的建立与使用

2.1 建立动态库文件

//建立与位置码无关的.o文件
gcc -c -fPIC .c文件

然后将这些.o文件进行打包

//打包动态库的.o文件
gcc -shared -o lib名称.so .o文件

打包动态库文件

然后我们就可以形成目录文件了

2.2 动态库的使用

与静态库一样,我们指定目录头文件和库文件名称

由于动态库是程序运行起来之后去找,而此时找不到这个库文件在哪,我们需要通过一些方式来让其可以找到

a 将这个库文件安装到系统目录中

b 添加到环境变量中

库文件目录添加到LD_LIBRARY_PATH这个环境变量之后即可直接运行

注意: 这种方式只能在当前登入中有效,如果用户退出登入后会失效,需要重新将库文件目录添加到环境变量中 .

2.3 使用第三方库

比如我们要使用一个第三方库 ncurses

测试代码如下

#include <string.h>
#include <ncurses.h>int main()
{initscr();raw();noecho();curs_set(0);const  char* c = "你好 World!";mvprintw(LINES/2,(COLS-strlen(c))/2,c);refresh();getch();endwin();return 0;
}

安装号ncurses库之后,编译运行会线程找不到.这个时候需要我们指定库的名称

使用 -l + 名称即可

运行结果如下:

三. 动态库的加载

静态库不需要加载,因为它的代码已经拷贝到代码区了

动态库需要加载代码

我们建立动态库的时候会带有-FPIC选项,这是为了形成与位置无关码

此时,动态库函数的地址就会写入到我们的可执行程序中,而函数又记录了这个函数在动态库的偏移量(因为有位置无关码)

所以:当我们的可执行程序运行的时候,会动态库映射到堆栈之间的共享区,程序使用某一个函数的时候根据这个库在共享区的地址和这个函数在这个库的偏移量就能够找到这个函数并执行

简要图如下:

Linux操作系统3-文件与IO操作5（动态库与静态库的建立与加载）

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一. 静态库的建立使用

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1.3 静态库的使用

二. 动态库的建立与使用

2.1 建立动态库文件

2.2 动态库的使用

a 将这个库文件安装到系统目录中

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2.3 使用第三方库

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