静态链接库与动态链接库的区别及Windows下的使用

前言

在使用链接库之前，如果我们想要使用其它第三方库的话，常用的方式就是通过在程序中引入相关头文件，并且在编译时指定依赖的源文件，从而编译得到可执行程序。

注意1：g++编译时，通过“-I”参数指定头文件目录时要具体的目录，不能是上层目录，然后让程序自己递归到子目录寻找。

注意2：引入头文件后，需要解决cpp文件的依赖问题，不然会报错：undefined reference。

1. 链接库

因为我们写的程序可能需要依赖一些第三方库，而第三方为了我们方便使用以及一定程度上的屏蔽源码实现，会将源代码转换成库文件，有动态链接库和静态链接库两种。

2. 静态链接库和动态链接库

2.1 静态链接库

2.1.1 Windows下静态链接库文件的后缀为 .lib，Linux下后缀为 .a。

2.1.2 直接将第三方函数链接到目标程序中，运行时不再需要库文件，目标程序可直接执行。

2.1.3 当静态库文件发生变化时，目标程序需要重新编译。

2.1.4 浪费空间，当多个程序使用同一个静态链接库，系统中会存在多个副本。

2.1.5 适用于小型应用开发。

2.2 动态链接库

2.2.1 Windows下动态链接库文件的后缀为 .dll，Linux下后缀为 .so。

2.2.2 编译时，在目标程序中使用第三方函数处做了标记；当程序运行时，才自动加载动态链接库至内存。

2.2.3 方便升级，动态链接库文件变化时无需重新编译目标程序，直接替换动态库文件即可。

2.2.4 节省空间，因为动态库只需一份便可供多个进程使用.

2.2.5 适用于大型应用开发。

3. 静态链接库和动态链接库的生成与使用

3.1 静态链接库的生成

在同一个目录下创建add.cpp和add.h文件，其中add.h文件是一个加法函数的声明，而cpp文件时具体实现，具体如下。注意，在生成静态/动态链接库文件时，Windows下源文件中依赖的非系统头文件引入时使用括号会报错，需要使用引号。

// add.h

int sum(int num1, int num2);

// #include  生成库文件时会报错
#include "add.h"

int sum(int num1, int num2)
{
    return num1 + num2;
}

然后，在命令行中进入文件所在目录，执行“g++ -c add.cpp”指令先得到add.o的目标文件，然后执行"ar rcs libadd.lib add.o"指令得到静态链接库libadd.lib文件。

3.2 动态链接库的生成

以add.cpp和add.h为例，在命令行中进入文件所在目录，执行“g++ -fpic -shared add.cpp -o libadd.dll”指令即可得到动态链接库libadd.dll文件。

3.3 静态/动态链接库的使用

在gcc/g++编译目标程序时，通过“-L”指定静态/动态链接库的目录，“-l”指定静态/动态链接库文件(Windows不需要加后缀，加了反而找不到；linux下前缀和后缀都不需要)。并且，由于linux下gcc/g++默认是使用动态链接库（Windows下默认使用静态链接库），所以使用静态链接库时需要加上“-static”参数。同时，需要将编译的目标源文件放在静态链接库信息之前，否则链接错误。此外，虽然使用了静态/动态链接库文件，但仍然需要在目标程序中引入相应的头文件，或者进行相应的声明，否则不知道第三方信息。最终，使用静态链接库和动态链接库编译目标程序的指令如下。

// 使用静态链接库
g++ -static main.cpp -L 链接库/的/路径 -l libadd -o main.exe
// 当静态链接库和目标程序在同一目录，可使用如下指令
// g++ -static main.cpp libadd.lib -o main.exe


// 使用动态链接库
g++ main.cpp -L 链接库/的/路径 -l libadd -o main.exe

3.4 程序运行

静态链接后，可执行程序可以移动至任何地方独立运行；而动态链接后，可执行程序运行需要找得到动态链接库文件，否则报错：由于找不到libadd.dll，无法继续执行代码，重新安装程序可能会解决此问题。

Windows动态链接库的查找路径顺序：①当前目录；②C:\\Windows\\system32；③C:\\Windows；④Path环境变量的目录。

Linux动态链接库的查找路径顺序：①LD_LIBRARY_PATH环境变量；②/etc/ld.so.conf文件，然后执行ldconfig指令；③默认的/lib和/usr/lib目录