GCC写个库给你玩，就这？

news2025/1/12 1:08:41

前言

什么是GCC

GCC原名为 GNU C语言编译器

「GCC」(GNU Compiler Collection,GNU编译套件)

是由GNU开发的编程语言编译器。

正文

安装命令

sudo apt-get insatll gcc g++

注意安装版本要大于4.8.5因为4.8.5以后的版本才支持c++11标准

查看版本

gcc -v
gcc --version
g++ -v
g++ --version

gcc和g++的区别

gcc和g++ 都是GNU (组织)的一个编译器。

■ 「误区一」: gcc只能编译c代码，g++只能编译c++代码。

「两者都可以」，请注意:

  1. 「后缀为.c」的，gcc把它当作是「C程序」，而g++当作是c++程序

  2. 「后缀为.cpp」 的，两者都会认为是「C++程序」，C++的语法规则更加严谨一些

  3. 编译阶段，g++会调用gcc， 对于C++代码，两者是等价的，但是因为gcc命令不能自动和C++程序使用的库联接，所以通常用g++来完成链接，为了统一起见，干脆编译/链接统统用g++了 ，这就给人一种错觉，好像 cpp 程序只能用 g++ 似的.

■ 误区二: gcc不会定义_cplusplus 宏，而g++会

  1. 实际上，这个宏只是标志着编译器将会把代码按C还是C++语法来解释

  2. 如上所述，如果「后缀为.c」，并且采用gcc编译器，则该宏就是未定义的，否则，就是已定义

■ 误区三:编译只能用gcc,链接只能用g++

  1. 严格来说，这句话不算错误，但是它混淆了概念，应该这样说:编译可以用gcc/g++，而链接可以用g++ 或者gcc -lstdc++。

  2. gcc命令不能自动和C++程序使用的库联接，所以通常使用g++来完成联接，但在编译阶段，g++会自动调用gcc,二者等价.

gcc编译过程

在这里插入图片描述

gcc常用参数

选项名作用
-o产生目标（.i、.s、.o、可执行文件等）
-E只运行C预编译器
-S告诉编译器产生汇编程序文件后停止编译，产生的汇编语言文件拓展名为.s
-c通知gcc取消连接步骤，即编译源码，并在最后生成目标文件
-w不产生任何警告信息
-Wall使gcc对源文件的代码有问题的地方发出警告
-Idir指定 include 包含文件的搜索目录
-Ldir指定编译的时候，搜索的库的路径。
-lLib在程序编译的时候，指定使用的库
-g在目标文件中嵌入调试信息，以便gdb之类的调试程序调试
-D允许从编译程序命令行进行宏定义符号

gcc的使用示例：

gcc -E hello.c -o hello.i   #对hello.c文件进行预处理，生成了hello.i 文件
gcc -S hello.i -o hello.s   #对预处理文件进行编译，生成了汇编文件
gcc -c hello.s -o hello.o   #对汇编文件进行编译，生成了目标文件
gcc hello.o -o hello   #对目标文件进行链接，生成可执行文件
gcc hello.c -o hello   #直接编译链接成可执行目标文件
gcc -c hello.c 或 gcc -c hello.c -o hello.o #编译生成可重定位目标文件

「-D参数演示」

测试代码如下：

#include<stdio.h>

int main()
{
#ifdef DEBUG
 printf("DEBUG:\n");
#else
 printf("Normal:\n");
#endif
 for(int i=0;i<3;i++)
  printf("work\n");
 return 0;
}

测试命令

gcc -o Debug Debug.c
./Debug
Normal:
work
work
work

gcc -o Debug Debug.c -DDEBUG
./Debug
DEBUG:
work
work
work

库的介绍

「什么是库？」

库文件是计算机上的一类文件，可以简单的把库文件看成一种代码仓库，它提供给使用者一些可以直接拿来用的变量、函数或类。

库是特殊的一种程序，编写库的程序和编写一般的程序区别不大，只是库不能单独运行。

库文件有两种，静态库和动态库(共享库)

「静态库（.a）」：程序在编译链接的时候把库的代码链接到可执行文件中。程序运行的时候将不再需要静态库。静态库比较占用磁盘空间，而且程序不可以共享静态库。运行时也是比较占内存的，因为每个程序都包含了一份静态库。

「动态库（.so或.sa）」：程序在运行的时候才去链接共享库的代码，多个程序共享使用库的代码，这样就减少了程序的体积。

「库的好处」:

1.代码保密

2.方便部署和分发

生成静态库

「静态库命名规则：」

◆ 「Linux」 : libxxx.a

lib : 前缀（固定）

xxx : 库的名字，自己起 .

a : 后缀（固定）

◆ 「Windows」 : libxxx.lib

Linux生成静态库

首先准备几个文件和文件夹,文件树形结构

[root@deroy]# tree
.
├── calc
│   ├── add.c
│   ├── div.c
│   ├── head.h
│   ├── main.c
│   ├── mult.c
│   └── sub.c
└── library
    ├── include
    ├── lib
    └── src

「add.c」

#include<stdio.h>
#include"head.h"

int add(int a,int b)
{
 return a+b;
}

「div.c」

#include<stdio.h>
#include"head.h"

double divide(int a,int b)
{
 if(b==0)
  return (double)a/b;
 else
  return 0;
}

 

「mult.c」

#include<stdio.h>
#include"head.h"

int multiply(int a,int b)
{
 return a*b;
}

「sub.c」

#include<stdio.h>
#include"head.h"

int subtract(int a,int b)
{
 return a-b;
}

「head.h」

#ifndef _HEAD_H_
#define _HEAD_H_

int add(int a,int b);
double divide(int a,int b);
int multiply(int a,int b);
int subtract(int a,int b);

#endif

为了生成 「.a 文件」，我们需要先生成 「.o文件」。

[root@deroy]# cd calc/
[root@calc]# gcc -c add.c div.c mult.c sub.c

打包生成静态库

[root@calc]# ar rcs libcalc.a add.o sub.o mult.o div.o

ar 是 gun 归档工具，rcs 表示 replace and create ，如果 libhello 之前存在，将创建新的 libhello.a 并将其替换。

r - 将文件插入备存文件中

c - 建立备存文件

s - 索引

「将库放到指定位置」

[root@calc]# cp libcalc.a ../library/lib/
[root@calc]# cp head.h ../library/include/
[root@calc]# cp add.c div.c mult.c sub.c ../library/src/

库目录结构如下(这个库目录就是发给被人用的)

[root@ecs-x-medium-2-linux-20200312093025 library]# tree
.
├── include
│   └── head.h
├── lib
│   └── libcalc.a
└── src
    ├── add.c
    ├── div.c
    ├── mult.c
    └── sub.c

使用静态库

编辑 main.c 文件

#include<stdio.h>
#include"head.h"
int main()
{
 int a = 20;
 int b = 12;
 printf("a = %d,b = %d\n",a,b);

 printf("a + b = %d\n",add(a,b));
 printf("a - b = %d\n",subtract(a,b));
 printf("a * b = %d\n",multiply(a,b));
 printf("a / b = %d\n",divide(a,b));
 return 0;
}

然后就可以这样来使用静态库libcalc.a

[root@library]# gcc main.c -o app -I ./include/ -lcalc -L./lib
[root@library]# ./app
a = 20,b = 12
a + b = 32
a - b = 8
a * b = 240
a / b = 12

其中:
-I  directory 指定include包含文件的搜索目录
-l 在程序编译的时候，指定使用的库
-L directory 指定编译的时候，搜索的库的路径

生成动态库(共享库)

动态库命名规则：

「Linux : libxxx.so」

「lib : 前缀（固定）」

「xxx : 库的名字，自己起」 .

「so : 后缀（固定）」

「在Linux下是一个可执行文件」

Windows : libxxx.dll

使用静态库的测试代码，库目录结构还是一样

[root@deroy]# tree
.
├── calc
│   ├── add.c
│   ├── div.c
│   ├── head.h
│   ├── main.c
│   ├── mult.c
│   └── sub.c
└── library
    ├── include
    ├── lib
    └── src

为了生成 「.so」 文件，我们需要先生成 「.o」 文件得到和位置无关的代码。

[root@calc]# gcc -c -fpic add.c div.c mult.c sub.c

打包生成「动态库」

[root@calc]# gcc -shared add.o sub.o mult.o div.o -o libcalc.so

「将库放到指定位置」

[root@calc]# cp libcalc.so ../library/lib/
[root@calc]# cp head.h ../library/include/
[root@calc]# cp add.c div.c mult.c sub.c ../library/src/

库目录结构如下(这个库目录就是发给被人用的)

[root@library]# tree
.
├── include
│   └── head.h
├── lib
│   └── libcalc.so
└── src
    ├── add.c
    ├── div.c
    ├── mult.c
    └── sub.c

使用动态库

[root@calc]# gcc main.c -o app -I include/ -L lib/ -l calc
[root@calc]# ldd app
        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffc75cb0000)
        libcalc.so => not found
        libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f3605ddb000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f36061a9000)

通过ldd命令查看程序动态库依赖关系

ldd是list dynamic dependencies的缩写，意思是列出动态库依赖关系。

结果发现libcalc.so => not found找不到了

「那么如何让程序找到依赖库呢？这里提供四种方法」

方法一(不推荐)

#拷贝.so文件到系统共享库路径下，一般指/usr/lib或者/lib/目录
sudo cp ./lib/libcalc.so /usr/lib/

方法二(临时环境变量)

[root@library]# export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/root/deroy/library/lib
[root@library]# echo $LD_LIBRARY_PATH
:/root/deroy/library/lib
[root@library]# ldd app
        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007fffe1570000)
        libcalc.so => /root/deroy/library/lib/libcalc.so (0x00007f007020f000)
        libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f006fe41000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f0070411000)
[root@library]# ./app
a = 20,b = 12
a + b = 32
a - b = 8
a * b = 240
a / b = 12

运行成功

缺陷：只在当前终端有效，关闭中端后就没用了

方法三(配置用户环境变量)

将环境变量写入到~/.bashrc即可,即将下面内容添加到末尾

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/root/deroy/library/lib

[root@library]# cd ~
[root@~]# vim .bashrc
[root@~]# . .bashrc   #相当于source .bashrc
[root@~]# source .bashrc
[root@~]# cd deroy/library/
[root@library]# ldd app
        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffe0d2db000)
        libcalc.so => /root/deroy/library/lib/libcalc.so (0x00007f937669c000)
        libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f93762ce000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f937689e000)
[root@library]# ./app
a = 20,b = 12
a + b = 32
a - b = 8
a * b = 240
a / b = 12

方法四(配置系统环境变量)

将环境变量写入到~/etc/profile即可,即将下面内容添加到末尾，需要root权限

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/root/deroy/library/lib

[root@library]# vim /etc/profile
[root@library]# source /etc/profile
[root@library]# ldd app
        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffe08dc3000)
        libcalc.so => /root/deroy/library/lib/libcalc.so (0x00007f0eada81000)
        libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f0ead6b3000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f0eadc83000)
[root@library]# ./app
a = 20,b = 12
a + b = 32
a - b = 8
a * b = 240
a / b = 12

 

总结

静态库的优缺点

「优点」

◆ 静态库被打包到应用程序中加载速度快

◆ 发布程序无需提供静态库，移植方便

「缺点」

◆ 消耗系统资源，浪费内存 ◆ 更新、部署、发布麻烦

动态库的优缺点

「优点」

◆ 可以实现进程间资源共享（共享库）

◆ 更新、部署、发布简单

◆ 可以控制何时加载动态库

「缺点」

◆ 加载速度比静态库慢

◆ 发布程序时需要提供依赖的动态库

发送「关键字」获取「Linux安装配置视频」

和「GCC详细使用视频」

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