【文章摘要】
在實際的軟體開發項目中，不是每一行代碼都需要我們親自寫。在我們的軟體産品中，有一些代碼(尤其是函數)的出現頻率很高，它們可以被當作公共代碼來反複使用。為了避免重複勞動，我們就把這些公共代碼編譯為庫檔案，供需要的程式調用。在Linux中，庫分為靜态庫和動态庫兩種。
目錄
本文對靜态庫和動态庫進行了詳細的介紹，并用實際的C代碼示範了這兩種庫的生成過程。
一、靜态庫和動态庫簡介
衆所周知，程式一般需要經過預處理、編譯、彙編和連結這幾個步驟才能變成可執行的程式。在實際的軟體開發中，對于一些需要被許多子產品反複使用的公共代碼，我們就将它們編譯為庫檔案。
庫是一種可執行代碼的二進制形式，可以被作業系統載入記憶體執行。Linux支援的庫分為靜态庫和動态庫，動态庫又稱共享庫。一般說來，Linux中的一些重要的庫是存放在lib目錄下的。
靜态庫檔案的字尾為.a，在Linux下一般命名為libxxx.a。在連結步驟中，連接配接器将從靜态庫檔案中取得所需的代碼，複制到生成的可執行檔案中。是以，整個庫中的所有函數都被編譯進了目标代碼中。
動态庫檔案的字尾為.so，在Linux下一般命名為libxxx.so。相對于靜态庫，動态庫在編譯的時候并沒有被編譯進目标代碼中，而是程式執行到相關函數時才調用庫中對應的函數。
可以看到，靜态庫的優點是編譯後的執行程式不需要外部的函數庫支援，缺點是如果靜态函數庫改變了，那麼你的程式必須重新編譯；而動态庫在多個應用程式都要使用同一函數庫的時候就非常适合，但前提是程式的運作環境中必須提供相應的庫。
不管是靜态庫，還是動态庫，都是由*.o目标檔案生成的。
二、靜态庫生成示例
1.單個檔案生成靜态庫示例
我們編寫如下簡單的三個程式檔案：test.h、test.c和main.c，在main.c中要調用test.c中實作的函數test。
test.h檔案内容：
#include <stdio.h>
void test(); test.c檔案内容：
#include "test.h"
void test()
{
printf("this is in test......\n");
} main.c檔案内容：
#include "test.h"
int main()
{
test();
return 0;
} 将此三個檔案上傳到Linux機器上，編譯生成靜态庫檔案，之後調用庫檔案的整個過程如下所示：
~/zhouzhaoxiong/zzx/mytest/a/single> ll
-rw------- 1 zhou dba 53 Nov 4 16:04 main.c
-rw------- 1 zhou dba 80 Nov 4 16:04 test.c
-rw------- 1 zhou dba 36 Nov 4 16:04 test.h
~/zhouzhaoxiong/zzx/mytest/a/single> gcc -c test.c
~/zhouzhaoxiong/zzx/mytest/a/single> ll
-rw------- 1 zhou dba 53 Nov 4 16:04 main.c
-rw------- 1 zhou dba 80 Nov 4 16:04 test.c
-rw------- 1 zhou dba 36 Nov 4 16:04 test.h
-rw-rw-rw- 1 zhou dba 1624 Nov 4 16:06 test.o
~/zhouzhaoxiong/zzx/mytest/a/single> ar -r libtest.a test.o
ar: creating libtest.a
~/zhouzhaoxiong/zzx/mytest/a/single> ll
-rw------- 1 zhou dba 53 Nov 4 16:04 main.c
-rw-rw-rw- 1 zhou dba 1766 Nov 4 16:06 libtest.a
-rw------- 1 zhou dba 80 Nov 4 16:04 test.c
-rw------- 1 zhou dba 36 Nov 4 16:04 test.h
-rw-rw-rw- 1 zhou dba 1624 Nov 4 16:06 test.o
~/zhouzhaoxiong/zzx/mytest/a/single> gcc -o test main.c libtest.a
~/zhouzhaoxiong/zzx/mytest/a/single> ll
-rw------- 1 zhou dba 52 Nov 4 16:09 main.c
-rwxrwxrwx 1 zhou dba 11876 Nov 4 16:09 test
-rw-rw-rw- 1 zhou dba 1766 Nov 4 16:06 libtest.a
-rw------- 1 zhou dba 80 Nov 4 16:04 test.c
-rw------- 1 zhou dba 36 Nov 4 16:04 test.h
-rw-rw-rw- 1 zhou dba 1624 Nov 4 16:06 test.o
~/zhouzhaoxiong/zzx/mytest/a/single> ./test
this is in test...... 我們可以看到，生成庫檔案的指令是“ar -r libtest.a test.o”，而将靜态庫檔案編譯進代碼的指令是“gcc -o test main.c libtest.a”。
這樣生成了靜态庫檔案libtest.a之後，如果還有其他程式要調用test.c中實作的函數，隻需要将test.h和libtest.a拷貝到對應的代碼工程中，然後執行類似“gcc -o test main.c libtest.a”這樣的指令即可。
2.多個檔案生成靜态庫示例
我們編寫如下簡單的五個程式檔案：test.h、test_1.c、test_2.c、test_3.c和main.c，在main.c中要調用test_1.c、test_2.c、test_3.c中實作的函數test_1、test_2、test_3。
#include <stdio.h>
void test_1();
void test_2();
void test_3(); test_1.c檔案内容：
#include "test.h"
void test_1()
{
printf("this is in test_1......\n");
} test_2.c檔案内容：
#include "test.h"
void test_2()
{
printf("this is in test_2......\n");
} test_3.c檔案内容：
#include "test.h"
void test_3()
{
printf("this is in test_3......\n");
} #include "test.h"
int main()
{
test_1();
test_2();
test_3();
return 0;
} 将此五個檔案上傳到Linux機器上，編譯生成靜态庫檔案，之後調用庫檔案的整個過程如下所示：
~/zhouzhaoxiong/zzx/mytest/a/more> ll
-rw------- 1 zxin10 dba 96 Nov 4 16:11 main.c
-rw------- 1 zxin10 dba 70 Nov 4 16:04 test.h
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 16:04 test_1.c
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 16:04 test_2.c
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 16:04 test_3.c
~/zhouzhaoxiong/zzx/mytest/a/more> gcc -c test_1.c test_2.c test_3.c
~/zhouzhaoxiong/zzx/mytest/a/more> ll
-rw------- 1 zxin10 dba 96 Nov 4 16:11 main.c
-rw------- 1 zxin10 dba 70 Nov 4 16:04 test.h
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 16:04 test_1.c
-rw-rw-rw- 1 zxin10 dba 1624 Nov 4 16:15 test_1.o
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 16:04 test_2.c
-rw-rw-rw- 1 zxin10 dba 1624 Nov 4 16:15 test_2.o
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 16:04 test_3.c
-rw-rw-rw- 1 zxin10 dba 1624 Nov 4 16:15 test_3.o
~/zhouzhaoxiong/zzx/mytest/a/more> ar -r libtest.a test_1.o test_2.o test_3.o
ar: creating libtest.a
~/zhouzhaoxiong/zzx/mytest/a/more> ll
-rw------- 1 zxin10 dba 96 Nov 4 16:11 main.c
-rw-rw-rw- 1 zxin10 dba 5158 Nov 4 16:15 libtest.a
-rw------- 1 zxin10 dba 70 Nov 4 16:04 test.h
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 16:04 test_1.c
-rw-rw-rw- 1 zxin10 dba 1624 Nov 4 16:15 test_1.o
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 16:04 test_2.c
-rw-rw-rw- 1 zxin10 dba 1624 Nov 4 16:15 test_2.o
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 16:04 test_3.c
-rw-rw-rw- 1 zxin10 dba 1624 Nov 4 16:15 test_3.o
~/zhouzhaoxiong/zzx/mytest/a/more> gcc -o test main.c libtest.a
~/zhouzhaoxiong/zzx/mytest/a/more> ll
-rw------- 1 zxin10 dba 96 Nov 4 16:11 main.c
-rwxrwxrwx 1 zxin10 dba 12008 Nov 4 16:16 test
-rw-rw-rw- 1 zxin10 dba 5158 Nov 4 16:15 libtest.a
-rw------- 1 zxin10 dba 70 Nov 4 16:04 test.h
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 16:04 test_1.c
-rw-rw-rw- 1 zxin10 dba 1624 Nov 4 16:15 test_1.o
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 16:04 test_2.c
-rw-rw-rw- 1 zxin10 dba 1624 Nov 4 16:15 test_2.o
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 16:04 test_3.c
-rw-rw-rw- 1 zxin10 dba 1624 Nov 4 16:15 test_3.o
~/zhouzhaoxiong/zzx/mytest/a/more> ./test
this is in test_1......
this is in test_2......
this is in test_3...... 我們可以看到，生成靜态庫檔案的指令是“ar -r libtest.a test_1.o test_2.o test_3.o”，而将靜态庫檔案編譯進代碼的指令是“gcc -o test main.c libtest.a”。
這樣生成了靜态庫檔案libtest.a之後，如果還有其他程式要調用test_1.c、test_2.c、test_3.c中實作的函數，隻需要将test.h和libtest.a拷貝到對應的代碼工程中，然後執行類似“gcc -o test main.c libtest.a”這樣的指令即可。
三、動态庫生成示例
1.單個檔案生成動态庫示例
我們編寫如下簡單的三個程式檔案：so_test.h、test_a.c和test.c，在test.c中要調用test_a.c中實作的函數test_a。
so_test.h檔案内容：
#include <stdio.h>
void test_a(); test_a.c檔案内容：
#include "so_test.h"
void test_a()
{
printf("this is in test_a...\n");
} #include "so_test.h"
int main()
{
test_a();
return 0;
} 将此三個檔案上傳到Linux機器上，編譯生成動态庫檔案，之後調用庫檔案的整個過程如下所示：
~/zhouzhaoxiong/zzx/mylib/so> ll
-rw------- 1 zxin10 dba 95 Nov 4 17:37 so_test.h
-rw------- 1 zxin10 dba 109 Nov 4 17:37 test.c
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 10:57 test_a.c
~/zhouzhaoxiong/zzx/mylib/so> gcc test_a.c -fPIC -shared -o libtest.so
~/zhouzhaoxiong/zzx/mylib/so> ll
-rwxrwxrwx 1 zxin10 dba 8181 Nov 4 17:43 libtest.so
-rw------- 1 zxin10 dba 95 Nov 4 17:37 so_test.h
-rw------- 1 zxin10 dba 109 Nov 4 17:37 test.c
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 10:57 test_a.c
~/zhouzhaoxiong/zzx/mylib/so> gcc test.c -L. -ltest -o test
~/zhouzhaoxiong/zzx/mylib/so> ll
-rwxrwxrwx 1 zxin10 dba 8181 Nov 4 17:43 libtest.so
-rw------- 1 zxin10 dba 95 Nov 4 17:37 so_test.h
-rwxrwxrwx 1 zxin10 dba 11805 Nov 4 17:44 test
-rw------- 1 zxin10 dba 109 Nov 4 17:37 test.c
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 10:57 test_a.c
~/zhouzhaoxiong/zzx/mylib/so> ./test
this is in test_a... 注意，“./test”指令執行成功的前提是在環境變量中添加了.so檔案所在的路徑，這個路徑可以在“.bash_profile”檔案的“LD_LIBRARY_PATH”變量的值中添加。
我們可以看到，生成動态庫檔案的指令是“gcc test_a.c -fPIC -shared -o libtest.so”，而将動态庫檔案編譯進代碼的指令是“gcc test.c -L. -ltest -o test”(-L.表示目前路徑)。
這樣生成了動态庫檔案libtest.so之後，如果還有其他程式要調用test_a.c中實作的函數，隻需要将so_test.h和libtest.so拷貝到對應的代碼工程中，然後執行類似“gcc test.c -L. -ltest -o test”這樣的指令即可(前提是libtest.so所在的路徑在環境變量中設定正确)。
2.多個檔案生成動态庫示例
我們編寫如下簡單的五個程式檔案：so_test.h、test_a.c、test_b.c、test_c.c和test.c，在test.c中要調用test_a.c、test_b.c、test_c.c中實作的函數test_a、test_b、test_c。
#include <stdio.h>
void test_a();
void test_b();
void test_c(); #include "so_test.h"
void test_a()
{
printf("this is in test_a...\n");
} test_b.c檔案内容：
#include "so_test.h"
void test_b()
{
printf("this is in test_b...\n");
} test_c.c檔案内容：
#include "so_test.h"
void test_c()
{
printf("this is in test_c...\n");
} #include "so_test.h"
int main()
{
test_a();
test_b();
test_c();
return 0;
} 将此五個檔案上傳到Linux機器上，編譯生成動态庫檔案，之後調用庫檔案的整個過程如下所示：
~/zhouzhaoxiong/zzx/mylib/test_so> ll
-rwxrwxrwx 1 zxin10 dba 8309 Nov 5 09:12 libtest
-rw------- 1 zxin10 dba 70 Nov 5 13:44 so_test.h
-rw------- 1 zxin10 dba 105 Nov 4 15:25 test.c
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 15:25 test_a.c
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 15:25 test_b.c
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 15:25 test_c.c
~/zhouzhaoxiong/zzx/mylib/test_so> gcc test_a.c test_b.c test_c.c -fPIC -shared -o libtest.so
~/zhouzhaoxiong/zzx/mylib/test_so> gcc test.c -L. -ltest -o test
~/zhouzhaoxiong/zzx/mylib/test_so> ll
-rwxrwxrwx 1 zxin10 dba 8309 Nov 5 13:46 libtest.so
-rw------- 1 zxin10 dba 70 Nov 5 13:44 so_test.h
-rwxrwxrwx 1 zxin10 dba 11883 Nov 5 13:46 test
-rw------- 1 zxin10 dba 105 Nov 4 15:25 test.c
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 15:25 test_a.c
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 15:25 test_b.c
-rw------- 1 zxin10 dba 84 Nov 4 15:25 test_c.c
~/zhouzhaoxiong/zzx/mylib/test_so> ./test
this is in test_a...
this is in test_b...
this is in test_c... 注意，“./test”指令執行成功的前提仍然是在環境變量中添加了.so檔案所在的路徑，這個路徑可以在“.bash_profile”檔案的“LD_LIBRARY_PATH”變量的值中添加。
我們可以看到，多個檔案生成動态庫檔案的指令是“gcc test_a.c test_b.c test_c.c -fPIC -shared -o libtest.so”，而将動态庫檔案編譯進代碼的指令是“gcc test.c -L. -ltest -o test”(-L.表示目前路徑)。
這樣生成了動态庫檔案libtest.so之後，如果還有其他程式要調用test_a.c、test_b.c、test_c.c中實作的函數，隻需要将so_test.h和libtest.so拷貝到對應的代碼工程中，然後執行類似“gcc test.c -L. -ltest -o test”這樣的指令即可(前提是libtest.so所在的路徑在環境變量中設定正确)。
四、總結
有關生成靜态庫和動态庫的指令，說明如下：
第一，在本文中，我們使用的生成靜态庫的指令形如“ar -r test.a test.o”，其中，-r是replace的意思，表示如果目前插入的子產品名已經在庫中存在，則替換同名的子產品。我們也可以用形如“ar -cr test.a test.o”的指令來生成靜态庫，其中-c是create的意思，表示生成。
第二，在本文中，我們使用的生成動态庫檔案的指令形如“gcc test_a.c -fPIC -shared -o libtest.so”，其中，fPIC表示編譯為位置獨立的代碼，shared表示生成的庫為共享庫。将動态庫檔案編譯進代碼的指令是“gcc test.c -L. -ltest -o test”，-L指定庫查找的位置(注意L後面還有’.’)，表示在目前目錄下查找(如果在目前目錄下的lib目錄下查找，可以寫成-L./lib)；-l則指定函數庫名，其中的lib和.so省略(如這裡的libtest.so就簡寫為test)。
第三，使用ldd指令可以檢視一個可執行程式依賴的共享庫，該指令的使用示例如下所示：
~/zhouzhaoxiong/zzx/mylib/test_so> ldd test
linux-vdso.so.1 => (0x00007fff1db6e000)
libtest.so => /home/zhou/lib/libtest.so (0x00007fdbfff21000)
libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007fdbffb95000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fdc00124000) 可以看到，可執行檔案test依賴于四個共享庫，其中libtest.so位于目前使用者的lib目錄下。
![[轉]九大排序算法——C語言實作及詳解[圖]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACwAAAAAAQABAAACAkQBADs=)