静态函数库的制作和使用-白红宇

静态函数库的制作和使用

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发布时间：2019-06-14

本文共 3756 字，大约阅读时间需要 12 分钟。

C语言的函数库是多组经过验证的常用函数的集合，编写C语言程序时使用库函数，既可以提高程序运行效率，又可以提高编程质量，使用方法如#include 和#include。

根据使用库函数时，函数库加载时机的差异，将函数库分为静态函数库和动态函数库，具体差异是：C语言程序如果使用静态函数库的函数，那么整个函数库的代码都会和C语言程序一起编译成可执行代码，程序的体积会膨胀；如果使用动态函数库的函数，则C语言程序只会和函数库文件名以及函数名一起编译成可执行代码（不编译函数代码），运行时去查找函数库文件和函数体，程序的体积基本不变。

简单概括就是，静态函数库是“以空间换时间”，增加程序体积，减少运行时间，如果静态函数库发生改变，则整个程序必须重新编译，因为函数库被整合到了最终可执行代码中;动态函数库则是“以时间换空间”，增加运行时间，减少程序体积，如果动态函数库发生改变，程序无须重新编译，因为函数库没有整合到最终可执行代码中。

Linux中静态函数库表示为”libxxx.a”，windows中后缀名为”.lib”；Linux中动态函数库表示为”libxxx.so”，windows中后缀名为”.dll”。函数库中存放内容包括：（1）函数名称，（2）函数目标代码（二进制），（3）重定位信息（链接需要）等。

1 静态函数库的制作和使用

静态函数库的制作步骤可以用下图来描述，具体包括

(1) 编写函数的.c文件(例如add.c、sub.c、mul.c和div.c)

(2) 编写Makefile，然后make，实现函数的编译和归档入库

函数的编译：使用gcc –c 只编译不链接函数.c文件，分别生成函数的目标文件（例如add.o、sub.o、mul.o和div.o）。

函数的归档入库：使用ar -rc libxxx.a $(objects) 将目标文件归档入库。

(3) 编写头文件(例如ku.h)，声明静态函数库中的所有函数，目的是kumain.c函数#include头文件后，可以调用相应的函数，至此，完成函数库的制作。

1.1 静态函数库的制作示例

示例的内容是建立静态函数库libstatic.a，库中包括add、sub、mul和div函数，然后在kumain.c函数中引用这4个函数，实现两个整数的加减乘除，整个文件的结构是

所有代码见：http://files.cnblogs.com/files/hfxin2001-eric-daddy/ku.rar

(1) 编写函数的.c文件

编写4个函数文件add.c、sub.c、mul.c和div.c

//  add.c float add(int a, int b){ return (a+b);}

// sub.c float sub(int a, int b){return (a-b);}

//  mul.c float mul(int a, int b){return (a*b);}

//  div.c float div(int a, int b){return (a/b);}

(2) 编写头文件

//  ku.h float add(int a, int b);float sub(int a, int b);float mul(int a, int b);float div(int a, int b);

(3) 编写Makefile

###  Makefile for static func lib objects = add.o sub.o mul.o div.o libstatic.a : $(objects)     ar -rc libstatic.a $(objects)add.o : add.c    gcc -c add.csub.o : sub.c    gcc -c sub.cmul.o : mul.c    gcc -c mul.cdiv.o : div.c    gcc -c div.cclean :     rm libstatic.a $(objects)

(4) 使用make编译.c文件，生成.o文件，归档.o文件到函数库libstatic.a中，完成静态函数库的制作。

1.2 静态函数库的使用

(1) 编写kumain.c，调用libstatic.a中的add、sub、mul和div函数

//  kumain.c #include 
     
      #include "ku.h" int main (void){int a,b;a = 10;b = 3;printf("a = %d.\nb = %d.\n",a,b);printf("static a+b = %f.\n",add(a,b));printf("static a-b = %f.\n",sub(a,b));printf("static a*b = %f.\n",mul(a,b));printf("static a/b = %f.\n",div(a,b));return 0;}

(2) 使用gcc kumain.c –o kumain.o –L ./ku2 –lstatic 编译kumain.c文件，运行./kumain.o查看运行结果，成功。

1.3 使用nm查看kumain.o中的符号信息

nm命令是列出.o文件，.a文件和.so文件中的符号信息，如符号的值，符号类型及符号名称等。符号通常指定义出的函数，全局变量等。

使用 nm libstatic.a查看符号信息，得到

使用nm kumain.o >label.text查看kumain.o中的符号信息，得到

080484f9 T add0804a020 B __bss_start0804a020 b completed.65910804a018 D __data_start0804a018 W data_start08048370 t deregister_tm_clones0804853c T div080483e0 t __do_global_dtors_aux08049f0c t __do_global_dtors_aux_fini_array_entry0804a01c D __dso_handle08049f14 d _DYNAMIC0804a020 D _edata0804a024 B _end080485c4 T _fini080485d8 R _fp_hw08048400 t frame_dummy08049f08 t __frame_dummy_init_array_entry080487b8 r __FRAME_END__0804a000 d _GLOBAL_OFFSET_TABLE_         w __gmon_start__080482cc T _init08049f0c t __init_array_end08049f08 t __init_array_start080485dc R _IO_stdin_used         w _ITM_deregisterTMCloneTable         w _ITM_registerTMCloneTable08049f10 d __JCR_END__08049f10 d __JCR_LIST__         w _Jv_RegisterClasses080485c0 T __libc_csu_fini08048550 T __libc_csu_init         U __libc_start_main@@GLIBC_2.00804842d T main08048527 T mul         U printf@@GLIBC_2.0080483a0 t register_tm_clones08048330 T _start0804850f T sub0804a020 D __TMC_END__08048360 T __x86.get_pc_thunk.bx

1.4 nm命令简介

nm [option(s)] [file(s)]

有用的options: