使用安卓NDK 交叉编译动态库、静态库基础入门

前言

本篇博客将详细介绍如何在 Windows 环境下使用 Android NDK 交叉编译 C 文件，生成静态和动态库，并在 Android 项目中使用这些库。

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设置开发环境

由于编译需要在Linux环境中进行，如果你的电脑是Windows的，可以下载Ubuntu LTS 或者使用 VMware Workstation 15 Player 使用 Ubuntu 镜像都行，注意：不使用虚拟机的话使用 Windows 版本的NDK编译即可，使用虚拟机 因为完全是Linux环境，所以要下载Linux版本的NDK！我两种方式都试过了，个人感觉Ubuntu LTS 还是方便一些，接下来就开始一步一步介绍如何使用 Ubuntu LTS 进行交叉编译。

启用 WSL

WSL 允许在 Windows 上运行 Linux 环境，这对于使用 Android NDK 进行交叉编译至关重要。

1. 启用 WSL 功能：
   在 Windows 搜索栏中输入“启用或关闭 Windows 功能”，然后勾选“适用于 Linux 的 Windows 子系统”选项。点击“确定”并重启电脑。

安装 Ubuntu

2. 安装 Ubuntu：
   打开 Microsoft Store，搜索并安装 Ubuntu 18.04 或更高版本。

3. 初始化 Ubuntu：
   安装完成后，启动 Ubuntu，设置用户名和密码。

安装 GCC 和 G++

4. 更新包列表并安装构建工具：
   打开 Ubuntu 终端，执行以下命令：

sudo apt update
sudo apt install build-essential

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编译器概述

编译器	概述	特点
GCC（GNU Compiler Collection）	GNU项目开发的编译器集合，支持多种编程语言，包括C、C++、Fortran等。	- 开源免费：遵循GPL许可，广泛应用于开源项目。 - 跨平台支持：支持Linux、Windows、macOS等多种操作系统和硬件架构。 - 强大的优化能力：提供多种优化选项，生成高效的目标代码。
G++	GCC中的C++编译器驱动程序，专门用于编译C++源代码。	- 支持C++标准：兼容C++11、C++14、C++17、C++20等标准。 - 处理C++特性：全面支持模板、面向对象编程、多态、异常处理等。 - 集成链接功能：简化编译过程，负责编译和链接阶段。
Clang	基于LLVM项目的开源编译器前端，支持C、C++、Objective-C等语言。	- 快速编译速度：通常比GCC更快，提升开发效率。 - 友好的错误信息：提供清晰、详细的编译错误和警告。 - 模块化设计：易于与其他工具集成，支持插件和自定义扩展。 - 高可扩展性：适应不同的开发需求，支持静态分析和代码格式化工具。

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编译C/C++文件的原理

阶段	作用	过程	输出
预处理（Preprocessing）	处理源代码中的预处理指令，如#include、#define等。	- 宏展开：替换宏定义。 - 文件包含：插入头文件内容。 - 条件编译：决定保留或忽略代码段。	生成扩展后的纯文本代码。
编译（Compilation）	将预处理后的源代码转换为中间表示（如汇编代码）。	- 词法分析：分解源代码为词法单元。 - 语法分析：组织成语法树（AST）。 - 语义分析：类型检查、作用域解析等。 - 优化：消除冗余、循环优化等。 - 代码生成：生成汇编代码或中间代码。	生成汇编代码文件（.s）或中间代码文件。
汇编（Assembly）	将汇编代码转换为目标机器码，生成目标文件。	- 指令翻译：将汇编指令转换为机器码。 - 地址分配：为符号分配内存地址。	生成目标文件（.o或.obj）。
链接（Linking）	将多个目标文件和库文件组合，生成最终的可执行文件或库文件。	- 符号解析：解决符号引用。 - 地址重定位：分配最终内存地址。 - 库链接：链接外部库函数和资源。	生成最终的可执行文件或静态/动态库文件。

基础编译步骤

在开始交叉编译之前，了解基础的编译过程有助于理解后续步骤。

创建一个简单的C文件，文件名test.c ，内容如下：

#include <stdio.h>

int main() {
   
    printf("Hello from Android NDK!\n");
    return 0;
}

预处理阶段

预处理阶段处理 #include、#define 等预处理指令。

gcc -E test.c -o test.i

• -E：预处理后停止编译，输出预处理结果。

编译阶段

将预处理后的代码编译为汇编代码。

gcc -S test.i -o test.s

• -S：编译后生成汇编代码。

汇编阶段

将汇编代码转换为目标文件。

gcc -c test.s -o test.o

• -c：编译并汇编，生成目标文件，不进行链接。

链接阶段

将目标文件链接生成可执行文件。

gcc test.o -o test

./test

输出：

Hello from Android NDK!

一步到位编译

将所有步骤合并为一步：

gcc test.c -o test
./test

输出：