C- 静态链接

静态链接意味着在编译时将所有库函数直接嵌入到最终的可执行文件中，而不是在运行时通过共享库来动态链接这些函数。静态链接的结果是一个更大的可执行文件，因为它包含了所有必要的代码，但它可以在没有外部依赖的情况下独立运行。

下面是一个使用静态链接的例子：

1. 编写一个简单的库

我们首先创建一个简单的数学库 mymath.c：

# include "mymath.h"

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

并为其创建一个头文件 mymath.h：

#ifndef MYMATH_H
#define MYMATH_H

int add(int a, int b);

#endif

接下来，我们将这个库编译为一个静态库：

gcc -c mymath.c -o mymath.o
ar rcs libmymath.a mymath.o

上面的命令首先将 mymath.c 编译为一个对象文件 mymath.o，然后使用 ar 工具创建一个静态库 libmymath.a。

2. 编写主程序

我们现在为主程序编写一个文件 main.c：

#include 
#include "mymath.h"

int main() {
    printf("1 + 2 = %d\n", add(1, 2));
    return 0;
}

3. 静态链接

我们使用以下命令静态链接主程序和库：

gcc main.c -L. -lmymath -o main

该命令使用 gcc 编译器将 main.c 源文件链接成一个名为 main 的可执行文件，并使用了一个在当前目录下的名为 libmymath.a 的静态库。让我们详细分解这个命令：

• gcc: 这是使用的编译器命令。在这种情境下，gcc 不仅仅是编译，还涉及到链接。

• main.c: 这是源代码文件，它包含了程序的 main() 函数和可能还有其他代码。

• -L.: 这是一个选项，告诉链接器在当前目录（. 表示当前目录）下查找库。可以添加多个 -L 选项来指定多个搜索路径。

• -lmymath: 这是另一个选项，告诉链接器链接一个名为 libmymath.a 的静态库。注意我们省略了 “lib” 前缀和文件扩展名 .a。这是标准的命名和链接约定：库的名称以 lib 开头，但当链接它们时，通常省略这个前缀并使用 -l 选项。

• -o main: 这个选项指定了输出文件的名称。在这种情况下，输出的可执行文件名为 main。

所以，当这个命令执行后，gcc 编译器会将 main.c 源文件编译并链接，同时在当前目录下查找并链接 libmymath.a 静态库，最后生成一个名为 main 的可执行文件。

4. 运行

现在，可以运行程序：

./main

它应该输出：

1 + 2 = 3

这个例子展示了如何创建、编译并静态链接一个简单的库。结果是一个不依赖于外部共享库的独立可执行文件。

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ar 是一个用于创建、修改和从归档文件中提取对象文件的工具。在 Unix-like 系统上，静态库实际上就是一个包含了多个对象文件的归档文件。ar 是用于管理这些归档文件的标准工具。

当执行命令：

ar rcs libmymath.a mymath.o

实际上正在使用 ar 命令为一个静态库添加对象文件。让我们分解这个命令的各个部分：

• ar: 这是命令本身，代表 “归档器”（archiver）。

• rcs: 这是给 ar 的标志或选项，分别表示：

  • r (replace): 添加或替换库中的对象文件。如果静态库 libmymath.a 已经存在，并且包含一个名为 mymath.o 的对象文件，那么这个对象文件将被替换。
  • c (create): 创建静态库。如果 libmymath.a 还不存在，它将被创建。
  • s (index): 构建对象文件索引。这允许链接器更快地链接到库，因为它可以直接查找所需的对象文件而无需搜索整个库。

• libmymath.a: 这是要创建或修改的静态库的名称。

• mymath.o: 这是要添加到静态库的对象文件。

执行此命令后，libmymath.a 将包含 mymath.o 对象文件。如果有多个对象文件，可以一次性将它们全部添加到库中，如：ar rcs libmymath.a obj1.o obj2.o obj3.o。

总的来说，ar rcs libmymath.a mymath.o 创建（或修改）一个名为 libmymath.a 的静态库，并添加（或替换）mymath.o 对象文件，同时为库构建一个索引，以加速后续的链接过程。