Linux——C/C++静态库与动态库完全指南：从制作到实战应用

编译源文件为目标文件
使用gcc -c命令将.c源文件编译为位置相关的目标文件：
```
gcc -c add.c -o add.o
gcc -c sub.c -o sub.o
```
归档为目标静态库
通过ar工具将多个.o文件打包为单个静态库文件（命名遵循lib<名称>.a规范）：
```
ar rcs libcalc.a add.o sub.o
```
- r：替换已存在的成员
- c：创建库文件（若不存在）
- s：建立索引加速链接

为何需要静态库？
当项目有多个可执行程序共用相同模块时，静态库避免了源代码的重复编译。例如数学运算库被多个测试程序使用。

gcc -o test main.c -L. -lcalc

当头文件与库文件分离时：

gcc -o test main.c -I./include -L./lib -lcalc

工程目录结构示例：

├── include/calc.h
├── lib/libcalc.a 
└── main.c

将头文件和库文件安装到系统目录后，可直接调用：

# 安装到系统目录
sudo cp calc.h /usr/local/include/
sudo cp libcalc.a /usr/local/lib/
# 直接调用
gcc -o test main.c -lcalc

验证技巧：
使用ldd test查看可执行文件依赖库时，静态链接的库不会显示（因其代码已嵌入可执行文件）

动态库（共享库）的关键特性是位置无关代码（PIC），这通过两个特殊步骤实现：

编译为位置无关代码
使用-fPIC选项生成地址无关的目标文件：
```
gcc -fPIC -c add.c -o add.o
```
创建共享库文件
通过-shared选项将多个.o文件合并为动态库（命名规范lib<名称>.so）：
```
gcc -shared -o libcalc.so add.o sub.o
```

PIC的重要性：
动态库会被多个进程共享加载到不同内存地址，PIC确保代码无论加载到何处都能正确执行。

动态库在运行时需要被系统加载器定位，以下是四种配置方法：

sudo cp libcalc.so /usr/local/lib/
sudo ldconfig  # 更新库缓存

sudo ln -s $(pwd)/libcalc.so /usr/lib/libcalc.so

export LD_LIBRARY_PATH=$(pwd):$LD_LIBRARY_PATH
./test

# 创建配置文件
echo "/home/user/mylib" | sudo tee /etc/ld.so.conf.d/mylib.conf
# 更新配置
sudo ldconfig

加载顺序：系统按以下顺序查找动态库：

可执行文件中的DT_RPATH段
环境变量LD_LIBRARY_PATH
/etc/ld.so.cache
默认路径（/lib, /usr/lib）

典型应用场景：

当同名的静态库（.a）和动态库（.so）同时存在时：

gcc -o test main.c -lcalc  # 默认优先选择动态库
gcc -o test main.c -static -lcalc  # 强制静态链接

Windows平台使用不同的文件规范：

add_library(calc STATIC add.c sub.c)
target_include_directories(calc PUBLIC include)

add_library(calc SHARED add.c sub.c)
set_target_properties(calc PROPERTIES POSITION_INDEPENDENT_CODE ON)

install(TARGETS calc DESTINATION lib)
install(FILES include/calc.h DESTINATION include)

通过掌握静态库和动态库的核心原理与实践技巧，开发者可以构建出更灵活、更易维护的C/C++项目。建议根据实际项目需求选择合适的库类型，并善用现代构建工具管理库的生成和使用。