第二部分—C语言提高篇_12. 动/精态库的封装和使用

12.1 库的基本概念

库是已经写好的、成熟的、可复用的代码。每个程序都需要依赖很多底层库，不可能每个人的代码从零开始编写代码，因此库的存在具有非常重要的意义。

在我们的开发的应用中经常有一些公共代码是需要反复使用的，就把这些代码编译为库文件。

库可以简单看成一组目标文件的集合，将这些目标文件经过压缩打包之后形成的一个文件。像在Windows这样的平台上，最常用的c语言库是由集成按开发环境所附带的运行库，这些库一般由编译厂商提供。

12.2 windows下静态库创建和使用

12.2.1 静态库的创建

1.创建源文件和头文件

 

2.编写源文件和头文件中的代码

2.1头文件

#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <errno.h>
#include <ctype.h>
#include <assert.h>
#include <stdbool.h>

int Add(int a, int b);

2.2源文件

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <errno.h>
#include <ctype.h>
#include <assert.h>
#include <stdbool.h>

#include "add_func.h"
int Add(int a, int b)
{ 
	return a + b;
}

3.将项目设置为静态库

3.1打开属性

3.2设置为静态库

3.3 生成解决方案

 

至此静态库创建完毕。

12.2.2 静态库的使用

1.创建一个新的项目，用来调用静态库

2. 配置静态库

2.1找到静态库的头文件(.h)和库文件(.lib)

2.2找到头文件

2.3找到库文件

3.在新项目中添加头文件和库文件

3.1打开新项目的文件路径

3.2将上文找到的头文件和库文件复制到新项目的目录中

3.3 在新项目中添加现有项

 

3.4添加成功

4.调用静态库里面的函数

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <errno.h>
#include <ctype.h>
#include <assert.h>
#include <stdbool.h>


#include "add_func.h"
int main()
{
	printf("%d\n", Add(10, 20));
	return 0;
}

输出结果

30

12.2.3 静态库优缺点

静态库对函数库的链接是放在编译时期完成的，静态库在程序的链接阶段被复制到了程序中，和程序运行的时候没有关系； 程序在运行时与函数库再无瓜葛，移植方便。 浪费空间和资源，所有相关的目标文件与牵涉到的函数库被链接合成一个可执行文件。

内存和磁盘空间

静态链接这种方法很简单，原理上也很容易理解，在操作系统和硬件不发达的早期，绝大部门系统采用这种方案。随着计算机软件的发展，这种方法的缺点很快暴露出来，那就是静态链接的方式对于计算机内存和磁盘空间浪费非常严重。特别是多进程操作系统下，静态链接极大的浪费了内存空间。在现在的linux系统中，一个普通程序会用到c语言静态库至少在1MB以上，那么如果磁盘中有2000个这样的程序，就要浪费将近2GB的磁盘空间。

程序开发和发布

空间浪费是静态链接的一个问题，另一个问题是静态链接对程序的更新、部署和发布也会带来很多麻烦。比如程序中所使用的mylib.lib是由一个第三方厂商提供的，当该厂商更新容量mylib.lib的时候，那么我们的程序就要拿到最新版的mylib.lib，然后将其重新编译链接后，将新的程序整个发布给用户。这样的做缺点很明显，即一旦程序中有任何模块更新，整个程序就要重新编译链接、发布给用户，用户要重新安装整个程序。

12.3 windows下动态库创建和使用

要解决空间浪费和更新困难这两个问题，最简单的办法就是把程序的模块相互分割开来，形成独立的文件，而不是将他们静态的链接在一起。简单地讲，就是不对哪些组成程序的目标程序进行链接，等程序运行的时候才进行链接。也就是说，把整个链接过程推迟到了运行时再进行，这就是动态链接的基本思想。

12.3.1 动态库的创建

1.创建源文件和头文件

 

2.编写程序

2.1头文件部分

#pragma
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <errno.h>
#include <ctype.h>
#include <assert.h>
#include <stdbool.h>

//__declspec(dllexport) 的作用是使得声明的函数可以被外部调用
__declspec(dllexport)int Sub(int a, int b);

2.2源文件部分

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <errno.h>
#include <ctype.h>
#include <assert.h>
#include <stdbool.h>

#include "my_sub.h"
int Sub(int a, int b)
{
	return a - b;
}

3.将项目设置为动态库

 

 

4.生成解决方案

 

 

12.3.2 动态库的使用

1.创建一个新的项目

2.配置动态库文件

2.1找到上文中生成的的动态库文件

 

2.2复制到新项目的目录中

 

2.3添加现有项

 

 

 

3.编辑程序调用动态库

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <errno.h>
#include <ctype.h>
#include <assert.h>
#include <stdbool.h>

#include"my_sub.h"
int main()
{
	printf("%d\n", Sub(20, 10));
	return 0;
}

运行结果

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疑问一：__declspec(dllexport)是什么意思？

动态链接库中定义有两种函数：导出函数(export  function)和内部函数(internal  function)。 导出函数可以被其它模块调用，内部函数内部使用。

疑问二：动态库的lib文件和静态库的lib文件的区别？

在使用动态库的时候，往往提供两个文件：一个引入库（.lib）文件（也称“导入库文件”）和一个DLL（.dll）文件。动态库的引入库文件和静态库文件有着本质的区别，对一个DLL文件来说，其引入库文件（.lib）包含该DLL导出的函数和变量的符号名，而.dll文件包含该DLL实际的函数和数据。在使用动态库的情况下，在编译链接可执行文件时，只需要链接该DLL的引入库文件，该DLL中的函数代码和数据并不复制到可执行文件，直到可执行程序运行时，才去加载所需的DLL，将该DLL映射到进程的地址空间中，然后访问DLL中导出的函数。