标签:简单 库存 文件格式 sha 表示 成熟 绝对路径 对话框 获取
什么是库
库是写好的,现有的,成熟的,可以复用的代码。现实中每个程序都要依赖很多基础的底层库,不可能每个人的代码都从零开始,因此库的存在意义非同寻常。
本质上来说,库是一种可执行代码的二进制形式,可以被操作系统载入内存执行。库有两种:静态库(.a、.lib)和动态库(.so、.dll)。
所谓静态、动态是指链接。回顾一下,将一个程序编译成可执行程序的步骤:
图1.编译过程
静态库
之所以称为【静态库】,是因为在链接阶段,会将汇编生成的目标文件.o与引用到的库一起链接打包到可执行文件中。因此对应的链接方式称为静态链接。
试想一下,静态库与汇编生成的目标文件一起链接为可执行文件,那么静态库必定跟.o文件格式相似。其实一个静态库可以简单看成是一组目标文件(.o/.obj文件)的集合,即很多目标文件经过压缩打包后形成的一个文件。静态库特点总结如下:
下面编写一些简单的四则运算C++类,将其编译成静态库给他人用,头文件如下所示:
1 #pragma once 2 class StaticMath 3 { 4 public: 5 StaticMath(void); 6 ~StaticMath(void); 7 8 static double add(double a, double b);//加法 9 static double sub(double a, double b);//减法 10 static double mul(double a, double b);//乘法 11 static double div(double a, double b);//除法 12 13 void print(); 14 };
Linux下使用ar工具、Windows下vs使用lib.exe,将目标文件压缩到一起,并且对其进行编号和索引,以便于查找和检索。一般创建静态库的步骤如图所示:
图2.创建静态库过程
Linux下创建与使用静态库
Linux静态库命名规则
Linux静态库命名规范,必须是"lib[your_library_name].a":lib为前缀,中间是静态库名,扩展名为.a。
创建静态库(.a)
通过上面的流程可以知道,Linux创建静态库过程如下:
g++ -c StaticMath.cpp
注意带参数-c,否则直接编译为可执行文件
ar -crv libstaticmath.a StaticMath.o
生成静态库libstaticmath.a
图3.Linux下使用静态库
大一点的项目会编写makefile文件(CMake等等工程管理工具)来生成静态库,输入多个命令太麻烦了。
使用静态库
编写使用上面创建的静态库的测试代码:
1 #include "StaticMath.h" 2 #include <iostream> 3 using namespace std; 4 5 int main(int argc, char* argv[]) 6 { 7 double a = 10; 8 double b = 2; 9 10 cout << "a + b = " << StaticMath::add(a, b) << endl; 11 cout << "a - b = " << StaticMath::sub(a, b) << endl; 12 cout << "a * b = " << StaticMath::mul(a, b) << endl; 13 cout << "a / b = " << StaticMath::div(a, b) << endl; 14 15 StaticMath sm; 16 sm.print(); 17 18 system("pause"); 19 return 0; 20 }
Linux下使用静态库,只需要在编译的时候,指定静态库的搜索路径(-L选项)、指定静态库名(不需要lib前缀和.a后缀,-l选项)。
g++ TestStaticLibrary.cpp -L../StaticLibrary -lstaticmath
Windows下创建与使用静态库
创建静态库(.lib)
如果是使用VS命令行生成静态库,也是分两个步骤来生成程序:
当然,我们一般不这么用,使用VS工程设置更方便。创建win32控制台程序时,勾选静态库类型;打开工程“属性面板”è”配置属性”è”常规”,配置类型选择静态库。
图4.vs静态库项目属性设置
Build项目即可生成静态库。
使用静态库
测试代码和Linux下面的一样。有3种使用方法:
方法一:
在VS中使用静态库方法:
添加StaticMath.h 头文件目录,必须修改包含目录路径。打开工程“属性面板”è”配置属性”è “C/C++”è” 常规”,在“附加包含目录”属性值中,键入StaticMath.h 头文件所在目录的路径或浏览至该目录。
编译运行OK。
如果引用的静态库不是在同一解决方案下的子工程,而是使用第三方提供的静态库lib和头文件,上面的方法设置不了。还有2种方法设置都可行。
方法二:
打开工程“属性面板”è”配置属性”è “链接器”è”命令行”,输入静态库的完整路径即可。
方法三:
动态库
通过上面的介绍,发现静态库容易使用和理解,也达到了代码复用的目的,那为什么还需要动态库呢?
为什么还需要动态库?
为什么还需要动态库,其实也就是静态库的特点导致。
动态库在程序编译时并不会被连接到目标代码中,而是在程序运行是才被载入。不同的应用程序如果调用相同的库,那么在内存里只需要有一份该共享库的实例,规避了空间浪费问题。动态库在程序运行时才被载入,也解决了静态库对程序的更新、部署和发布页会带来麻烦。用户只需要更新动态库即可,增量更新。
动态库特点总结:
Windows与Linux执行文件格式不同,在创建动态库的时候有一些差异。
与创建静态库不同的是,不需要打包工具(ar、lib.exe),直接使用编译器即可创建动态库。
Linux下创建与使用动态库
linux动态库的命名规则
动态链接库的名字形式为 libxxx.so,前缀是lib,后缀名为“.so”。
创建动态库(.so)
编写四则运算动态库代码:
1 //DynamicMath.h头文件 2 #pragma once 3 class DynamicMath 4 { 5 public: 6 DynamicMath(void); 7 ~DynamicMath(void); 8 9 static double add(double a, double b);//?ó·¨ 10 static double sub(double a, double b);//??·¨ 11 static double mul(double a, double b);//3?·¨ 12 static double div(double a, double b);//3y·¨ 13 void print(); 14 };
g++ -fPIC -c DynamicMath.cpp
-fPIC 创建与地址无关的编译程序(pic,position independent code),是为了能够在多个应用程序间共享。
g++ -shared -o libdynmath.so DynamicMath.o
-shared指定生成动态链接库。
其实上面两个步骤可以合并为一个命令:
g++ -fPIC -shared -o libdynmath.so DynamicMath.cpp
使用动态库
编写使用动态库的测试代码:
1 //使用动态库的测试代码 2 #include "../DynamicLibrary/DynamicMath.h" 3 4 #include <iostream> 5 using namespace std; 6 7 int main(int argc, char* argv[]) 8 { 9 double a = 10; 10 double b = 2; 11 12 cout << "a + b = " << DynamicMath::add(a, b) << endl; 13 cout << "a - b = " << DynamicMath::sub(a, b) << endl; 14 cout << "a * b = " << DynamicMath::mul(a, b) << endl; 15 cout << "a / b = " << DynamicMath::div(a, b) << endl; 16 17 DynamicMath dyn; 18 dyn.print(); 19 return 0; 20 }
引用动态库编译成可执行文件(跟静态库方式一样):
g++ TestDynamicLibrary.cpp -L../DynamicLibrary -ldynmath
然后运行:./a.out,发现竟然报错了!!!
可能大家会猜测,是因为动态库跟测试程序不是一个目录,那我们验证下是否如此:
发现还是报错!!!那么,在执行的时候是如何定位共享库文件的呢?
1) 当系统加载可执行代码时候,能够知道其所依赖的库的名字,但是还需要知道绝对路径。此时就需要系统动态载入器(dynamic linker/loader)。
2)对于elf格式的可执行程序,是由ld-linux.so*来完成的,它先后搜索elf文件的 DT_RPATH段—环境变量LD_LIBRARY_PATH—/etc/ld.so.cache文件列表—/lib/,/usr/lib 目录找到库文件后将其载入内存。
如何让系统能够找到它:
① 编辑/etc/ld.so.conf文件,加入库文件所在目录的路径
② 运行ldconfig ,该命令会重建/etc/ld.so.cache文件
我们将创建的动态库复制到/usr/lib下面,然后运行测试程序。
Windows下创建与使用动态库
创建动态库(.dll)
与Linux相比,在Windows系统下创建动态库要稍微麻烦一些。首先,需要一个DllMain函数做出初始化的入口(创建win32控制台程序时,勾选DLL类型会自动生成这个文件):
1 //dllmain.cpp入口文件 2 // dllmain.cpp : Defines the entry point for the DLL application. 3 #include "stdafx.h" 4 5 BOOL APIENTRY DllMain( HMODULE hModule, 6 DWORD ul_reason_for_call, 7 LPVOID lpReserved 8 ) 9 { 10 switch (ul_reason_for_call) 11 { 12 case DLL_PROCESS_ATTACH: 13 case DLL_THREAD_ATTACH: 14 case DLL_THREAD_DETACH: 15 case DLL_PROCESS_DETACH: 16 break; 17 } 18 return TRUE; 19 }
通常在导出函数的声明时需要有_declspec(dllexport)关键字:
1 //DynamicMath.h头文件 2 #pragma once 3 class DynamicMath 4 { 5 public: 6 __declspec(dllexport) DynamicMath(void); 7 __declspec(dllexport) ~DynamicMath(void); 8 9 static __declspec(dllexport) double add(double a, double b);//加法 10 static __declspec(dllexport) double sub(double a, double b);//减法 11 static __declspec(dllexport) double mul(double a, double b);//乘法 12 static __declspec(dllexport) double div(double a, double b);//除法 13 14 __declspec(dllexport) void print(); 15 };
生成动态库需要设置工程属性,打开工程“属性面板”è”配置属性”è”常规”,配置类型选择动态库。
Build项目即可生成动态库。
使用动态库
创建win32控制台测试程序:
1 //TestDynamicLibrary.cpp测试程序 2 #include "stdafx.h" 3 #include "DynamicMath.h" 4 5 #include <iostream> 6 using namespace std; 7 8 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) 9 { 10 double a = 10; 11 double b = 2; 12 13 cout << "a + b = " << DynamicMath::add(a, b) << endl; 14 cout << "a - b = " << DynamicMath::sub(a, b) << endl; 15 cout << "a * b = " << DynamicMath::mul(a, b) << endl; 16 cout << "a / b = " << DynamicMath::div(a, b) << endl; 17 18 DynamicMath dyn; 19 dyn.print(); 20 21 system("pause"); 22 return 0; 23 }
方法一:
编译运行OK。
方法二:
这里可能大家有个疑问,动态库怎么还有一个DynamicLibrary.lib文件?即无论是静态链接库还是动态链接库,最后都有lib文件,那么两者区别是什么呢?其实,两个是完全不一样的东西。
StaticLibrary.lib的大小为190KB,DynamicLibrary.lib的大小为3KB,静态库对应的lib文件叫静态库,动态库对应的lib文件叫【导入库】。实际上静态库本身就包含了实际执行代码、符号表等等,而对于导入库而言,其实际的执行代码位于动态库中,导入库只包含了地址符号表等,确保程序找到对应函数的一些基本地址信息。
动态库的显示调用
上面介绍的动态库使用方法和静态库类似属于隐式调用,编译的时候指定相应的库和查找路径。其实,动态库还可以显式调用。【在C语言中】,显示调用一个动态库轻而易举!
在Linux下显示调用动态库
#include<dlfcn.h>提供了下面几个接口:
在Windows下显示调用动态库
应用程序必须进行函数调用,以在运行时显示加载DLL。为显示链接到DLL,应用程序必须:
显示调用C++动态库注意点
对C++来说,情况稍微复杂。显式加载一个C++动态库的困难一部分是因为C++的name mangling;另一部分是因为没有提供一个合适的API来装载类,在C++中,您可能要用到库中的一个类,而这需要创建该类的一个实例,这不容易做到。
name mangling可以通过extern "C"解决。C++有个特定的关键字用来声明采用C binding的函数:extern "C" 。用 extern "C"声明的函数将使用函数名作符号名,就像C函数一样。因此,只有非成员函数才能被声明为extern "C",并且不能被重载。尽管限制多多,extern "C"函数还是非常有用,因为它们可以象C函数一样被dlopen动态加载。冠以extern "C"限定符后,并不意味着函数中无法使用C++代码了,相反,它仍然是一个完全的C++函数,可以使用任何C++特性和各种类型的参数。
“显式”使用C++动态库中的Class是非常繁琐和危险的事情,因此能用“隐式”就不要用“显式”,能静态就不要用动态。
附件:Linux下库相关命令
g++(gcc)编译选项
nm命令
有时候可能需要查看一个库中到底有哪些函数,nm命令可以打印出库中的涉及到的所有符号。库既可以是静态的也可以是动态的。nm列出的符号有很多,常见的有三种:
$nm libhello.h
ldd命令
ldd命令可以查看一个可执行程序依赖的共享库,例如我们编写的四则运算动态库依赖下面这些库:
总结
二者的不同点在于代码被载入的时刻不同。
动态库的好处是,不同的应用程序如果调用相同的库,那么在内存里只需要有一份该共享库的实例。带来好处的同时,也会有问题!如经典的DLL Hell问题,关于如何规避动态库管理问题,可以自行查找相关资料。
转自吴秦《C++静态库与动态库》:http://www.cnblogs.com/skynet/
标签:简单 库存 文件格式 sha 表示 成熟 绝对路径 对话框 获取
原文地址:https://www.cnblogs.com/ostin/p/9213729.html