gcc编译工具生成动态库和静态库

一. 库的分类

　　1.1. 静态库（.a)

　　　　1.1.1. 静态库的代码在编译过程中已经被载入可执行程序,因此体积比较大。所以生成的可执行文件就不受库的影响了，即使库被删除了，程序依然可以成功运行。

　　1.2. 动态库（.so)

　　　　1.2.1. 动态库又名共享库。

　　　　1.2.2. 动态库(共享库)的代码在可执行程序运行时才载入内存，在编译过程中仅简单的引用，因此代码体积比较小。所以，即使程序编译完，库仍须保留在系统上，以供程序运行时调用

　　1.3. 两种区别

　　　　1.3.1. 静态库和动态库的最大区别,静态情况下,把库直接加载到程序中,而动态库链接的时候,它只是保留接口,将动态库与程序代码独立,这样就可以提高代码的可复用度，和降低程序的耦合度。

　　　　1.3.2. 静态库在程序编译时会被连接到目标代码中，程序运行时将不再需要该静态库

　　　　1.3.3. 动态库在程序编译时并不会被连接到目标代码中，而是在程序运行是才被载入，因此在程序运行时还需要动态库存在

二. GCC编译选项

　　2.1. GCC编译流程

　　　　a. 预处理 Pre-Processing
　　　　b. 编译 Compiling
　　　　c. 汇编 Assembling
　　　　d. 链接 Linking

2.2. gcc总体选项列表

　　　　2.2.1. -E ：只进行预编译/预处理，不做其他处理。

　　　　2.2.2. -S ：只编译，不汇编，生成汇编代码“.S”。

　　　　2.2.3. -c ：只编译，不链接，生成目标文件“.o”。

　　　　2.2.4. -o file：把输出文件输出到file里。

　　　　2.2.5. -g ：在可执行程序中包含标准调试信息。

　　　　2.2.6. -v ：打印出编译器内部编译各过程的命令行信息和编译器的版本。

　　　　2.2.7. -I dir ：在头文件的搜索路径列表中添加dir目录

　　　　2.2.8. -L dir ：在库文件的搜索路径列表中添加dir目录

　　　　2.2.9. -static ：连接静态库（静态库也可以用动态库链接方式链接）

　　　　2.2.10.  -llibrary ：连接名为library的库文件（显示指定需要链接的动态库文件）

　　2.3. gcc告警和出错选项　　　　

　　　　1） -ansi ：支持符合ANSI标准的C程序
　　　　2） -pedantic ：允许发出ANSI C标准所列出的全部警告信息
　　　　3） -pedantic-error ：允许发出ANSI C标准所列出的全部错误信息
　　　　4） -w ：关闭所有警告
　　　　5） -Wall ：允许发出gcc提供的所有有用的报警信息
　　　　6） -werror ：把所有的告警信息转化为错误信息，并在告警发生时终止编译过程　　

　　2.4. gcc优化选项　　　　

　　　　gcc可以对代码进行优化，它通过编译选项“-On”来控制优化代码的生成，其中n是一个代表优化级别的整数。对于不同版本的gcc，n的取值范围不一致，比较典型的范围为0变化到2或者3。虽然优化选项可以加速代码的运行速度，但对于调试而言将是一个很大的挑战。因为代码在经过优化之后，原先在源程序中声明和使用的变量很可能不再使用，控制流也可能会突然跳转到意外的地方，循环语句也可能因为循环展开而变得到处都有。

三、GCC生成动态库和静态库

　　3.1. 生成动态库

　　　　3.1.1. 单个源文件/目标直接生成动态库　　　　

a.
gcc -fPIC -shared xxx.c -o libxxx.so
b.
gcc -fPIC -shared xxx.o -o libxxx.so

　　　　3.1.2. 多个源文件/目标生成动态库

a.
gcc -fPIC -shared xxx1.c xxx2.c xxx3.c -o libxxx.so
b.
gcc -fPIC -shared xxx1.o xxx2.o xxx3.o -o libxxx.so 

　　3.2. 生成静态库

　　　　3.2.1. 单个源文件/目标直接生成静态库

a.
ar -rc libxxx.a xxx.o（正确方法）
b. ar -rc libxxx.a xxx.c  （静态库可以生成；当运行连接了该静态库的可执行程序会报错：could not read symbols:Archive has no index;run ranlib
 to add one）

　　　　3.2.2. 多个源文件/目标生成静态库

a.
ar -rc libxxx.a xxx1.o xxx2.o xxx3.o （正确方法）
b.
ar -rc libxxx.a xxx1.c xxx2.c xxx3.c （静态库可以生成；当运行连接了该静态库的可执行程序会报错：could not read symbols:Archive has no index;run ranlib to add one）

四. 实例

　　4.1. 动态链接库

　　　　a. 创建hello.so动态库

#include <stdio.h>
void hello(){
    printf("hello world\n");
}
编译：gcc -fPIC -shared hello.c -o libhello.so

　　　　b. hello.h头文件

void hello();  

　　　　c. 链接动态库

　　　　　　PS:这里-L的选项是指定编译器在搜索动态库时搜索的路径，告诉编译器hello库的位置。"."意思是当前路径.

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

int main(){
    printf("call hello()");
    hello();
}
编译：gcc main.c -L. -lhello -o main

　　　　d. 测试

　　　　　　编译成够后执行./main，会提示：

In function `main':  

main.c:(.text+0x1d): undefined reference to `hello'
collect2: ld returned  exit status  

　　　　　　这是因为在链接hello动态库时，编译器没有找到。

　　　　　　解决方法：

　　　　　　　　方法一：

sudo cp libhello.so /usr/lib/  

　　　　　　　　方法二：一般来讲这只是一种临时的解决方案, 在没有权限或临时需要的时候使用，换个终端环境变量就不在了

export LD_LIBRARY_PATH=.:$export LD_LIBRARY_PATH
./main

　　　　　　　　方法三：

LD_LIBRARY_PATH=. ./main

　　4.2. 静态库实例

　　　　4.2.1. 文件有：main.c、hello.c、hello.h

　　　　4.2.2. 编译静态库hello.o:

gcc hello.c -o hello.o  #这里没有使用-shared  

　　　　4.2.3. 生成目标文件

　　　　　　PS:程序ar配合参数-r创建一个新库libhello.a，并将命令行中列出的文件打包入其中。这种方法，如果libhello.a已经存在，将会覆盖现在文件，否则将新创建。

ar -r libhello.a hello.o

　　　　4.2.4. 链接静态库

gcc main.c -lhello -L. -static -o main  

　　　　　　这里的-static选项是告诉编译器,hello是静态库。
　　　　或者：

gcc main.c libhello.a -L. -o main  

　　4.3. makefile实例

　　　　4.3.1. 生成静态库　

# 、准备工作，编译方式、目标文件名、依赖库路径的定义。
CC = g++
CFLAGS  := -Wall -O3 -std=c++0x 

# opencv 头文件和lib路径
OPENCV_INC_ROOT = /usr/local/include/opencv
OPENCV_LIB_ROOT = /usr/local/lib

OBJS = GenDll.o #.o文件与.cpp文件同名
LIB = libgendll.a # 目标文件名 

OPENCV_INC= -I $(OPENCV_INC_ROOT)

INCLUDE_PATH = $(OPENCV_INC)

LIB_PATH = -L $(OPENCV_LIB_ROOT)

# 依赖的lib名称
OPENCV_LIB = -lopencv_objdetect -lopencv_core -lopencv_highgui -lopencv_imgproc

all : $(LIB)

# . 生成.o文件
%.o : %.cpp
    $(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@ $(INCLUDE_PATH) $(LIB_PATH) $(OPENCV_LIB) 

# . 生成静态库文件
$(LIB) : $(OBJS)
    rm -f $@
    ar cr $@ $(OBJS)
    rm -f $(OBJS)

tags :
     ctags -R *

# . 删除中间过程生成的文件
clean:
    rm -f $(OBJS) $(TARGET) $(LIB)

　　　　4.3.2. 生成动态库

　　　　　　PS:第1、4步准备和收尾工作与静态库的保持一致，第2步和第3步所使用的命令稍有不同。

# 、准备工作，编译方式、目标文件名、依赖库路径的定义。
CC = g++
CFLAGS  := -Wall -O3 -std=c++0x 

# opencv 头文件和lib路径
OPENCV_INC_ROOT = /usr/local/include/opencv
OPENCV_LIB_ROOT = /usr/local/lib

OBJS = GenDll.o #.o文件与.cpp文件同名
LIB = libgendll.so # 目标文件名 

OPENCV_INC= -I $(OPENCV_INC_ROOT)

INCLUDE_PATH = $(OPENCV_INC)

LIB_PATH = -L $(OPENCV_LIB_ROOT)

# 依赖的lib名称
OPENCV_LIB = -lopencv_objdetect -lopencv_core -lopencv_highgui -lopencv_imgproc

all : $(LIB)

# . 生成.o文件
%.o : %.cpp
    $(CC) $(CFLAGS) -fpic -c $< -o $@ $(INCLUDE_PATH) $(LIB_PATH) $(OPENCV_LIB) 

# . 生成动态库文件
$(LIB) : $(OBJS)
    rm -f $@
    g++ -shared -o $@ $(OBJS)
    rm -f $(OBJS)

tags :
     ctags -R *

# . 删除中间过程生成的文件
clean:
    rm -f $(OBJS) $(TARGET) $(LIB)

　　　　4.3.3. 动态/静态库调用

CC = g++
CFLAGS  := -Wall -O3 -std=c++0x 

OPENCV_INC_ROOT = /usr/local/include/opencv
OPENCV_LIB_ROOT = /usr/local/lib
MY_ROOT = ../

OPENCV_INC= -I $(OPENCV_INC_ROOT)
MY_INC = -I $(MY_ROOT)

EXT_INC = $(OPENCV_INC) $(MY_INC)

OPENCV_LIB_PATH = -L $(OPENCV_LIB_ROOT)
MY_LIB_PATH = -L $(MY_ROOT)

EXT_LIB = $(OPENCV_LIB_PATH) $(MY_LIB_PATH) 

OPENCV_LIB_NAME = -lopencv_objdetect -lopencv_highgui -lopencv_imgproc -lopencv_core
MY_LIB_NAME = -lgendll

all:test

test:main.cpp
    $(CC) $(CFLAGS) main.cpp $(EXT_INC) $(EXT_LIB) $(MY_LIB_NAME) $(OPENCV_LIB_NAME) -o test

　　　　PS:在测试过程中，经常会报错：找不到.so文件。一种简单的解决方法如下： 
在linux终端输入如下命令：

export LD_LIBRARY_PATH=/home/shaoxiaohu/lib:LD_LIBRARY_PATH:

参考文献：http://www.cnblogs.com/fnlingnzb-learner/p/8059251.html

参考文献：https://cloud.tencent.com/developer/article/1344879