2019 September 12 C

第十八章-C语言进阶（二）

C语言的库

  1. 库的基本概念
    1. 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。
    2. 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。
    3. 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。

静态库

静态库的创建

  1. 创建一个新项目，在已安装的模板中选择“常规”，在右边的类型下选择“空项目”，在名称和解决方案名称中输入staticlib。点击确定。
  2. 在解决方案资源管理器的头文件中添加,mylib.h文件，在源文件添加mylib.c文件（即实现文件）。

  3. 在mylib.h文件中添加如下代码：

     #pragma once
 #ifdef __cplusplus
 extern "C" {
 #endif // __cplusplus
    
 	int myadd(int a,int b);
    
 #ifdef __cplusplus
 }
 #endif // __cplusplus

  4. 在mylib.c文件中添加如下代码：

     #include"test.h"
 int myadd(int a, int b){
     return a + b;
 }
  5. 配置项目属性。
    1. 右击当前项目名称->属性->常规->配置类型->”静态库.lib”
    2. 因为这是一个静态链接库，所以应在项目属性的“配置属性”下选择“常规”，在其下的配置类型中选择“静态库（.lib）“。
  6. 编译生成新的解决方案
    1. 编译一下，在项目目录的Debug文件夹中找到staticlib.lib复制出来，同时也把mylib.h文件复制出来
    2. 在Debug文件夹下会得到mylib.lib (对象文件库），将该.lib文件和相应头文件给用户，用户就可以使用该库里的函数了。

静态库的使用：

  1. 方法一：（最简单、最常用）
    1. 将上面打的静态库：staticlib.lib、mylib.h手动复制到当前项目的根目录
    2. 右击项目->添加->现有项->选中mylib.lib与mylib.h，添加
    3. 在程序中导入mylib.h头文件即可
  2. 方法二：
    1. 使用编译语句： #pragma comment(lib,"./staticlib.lib")
  3. 方法三： 配置项目属性
    1. 添加工程的头文件目录：工程—属性—配置属性—c/c++—常规—附加包含目录：加上头文件存放目录。
    2. 添加文件引用的lib静态库路径：工程—属性—配置属性—链接器—常规—附加库目录：加上lib文件存放目录。
    3. 然后添加工程引用的lib文件名：工程—属性—配置属性—链接器—输入—附加依赖项：加上lib文件名。

静态库优缺点

  1. 优点：
    1. 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；
    2. 程序在运行时与函数库再无瓜葛，移植方便。
  2. 缺点：
    1. 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。
    2. 内存和磁盘空间
      1. 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。
    3. 程序开发和发布
      1. 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。
      2. 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。

windows下动态库创建和使用

  1. 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。

动态库的创建

  1. 创建一个新项目，在已安装的模板中选择“常规”，在右边的类型下选择“空项目”，在名称和解决方案名称中输入mydll。点击确定。
  2. 在解决方案资源管理器的头文件中添加,mydll.h文件，在源文件添加mydll.c文件（即实现文件）。

  3. 在test.h文件中添加如下代码：

     #ifndef TEST_H
 #define TEST_H
    
 __declspec(dllexport) int myminus(int a, int b);
    
 #endif

  4. 在test.c文件中添加如下代码：

     #include"mydll.h"
 __declspec(dllexport) int myminus(int a, int b){
 	return a - b;
 }
  5. 配置项目属性。
    1. 因为这是一个动态链接库，所以应在项目属性的“配置属性”下选择“常规”，在其下的配置类型中选择“动态库（.dll）。
  6. 编译生成新的解决方案，
    1. 在Debug文件夹下会得到mydll.dll (对象文件库）mydll.lib文件，将该.dll文件、.lib文件和相应头文件给用户，用户就可以使用该库里的函数了。
  7. 疑问一：__declspec(dllexport)是什么意思？
    1. windows中，静态库中的所有函数都是外部函数，都可以让外部使用；
    2. 动态链接库中定义有两种函数：
      1. 内部函数(internal function)：内部函数在定义它们的DLL程序内部使用，函数前什么都不加，就默认为内部函数
      2. 导出函数(export function)：导出函数可以被其它模块调用。但是函数前必须添加前缀：__declspec(dllexport)
    3. 注意：.h文件中可以不写__declspec(dllexport)，但是.c文件中必须写！！！
  8. 动态库的lib文件和静态库的lib文件的区别？
    1. 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。虽然引入库的后缀名也是“lib”，但是，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。
    2. 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lib，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。
  9. 动态库还有一种创建方式，那就是创建的时候直接选择DLL工程类型

动态库的使用

  1. 方式一：常用
    1. 创建主程序TestDll，将mydll.h、mydll.dll和mydll.lib手动复制到源代码目录下。
      1. 在主窗口中右击main.c标签->打开所在文件夹，即可进入
    2. 右击项目->添加->现有项->选中mydll.h，添加
    3. 右击项目->属性->配置属性（展开）->连接器->输入->附加依赖项->编辑->输入mydll.lib（注意只需要输入mydll.lib,不需要输入mydll.dll）,确定即可 
       #include<stdio.h>
 //直接不需要导入mydll.h头文件
 //#include"mydll.h"
 int main() {
     	int a, b;
     	a = 10;
     	b = 20;
            
     	printf("%d\n", myminus(b, a));
     	printf("hello world");
     	getchar();
     	return 0;
 }
  2. 方法二：隐式调用
    1. 创建主程序TestDll，将mydll.h、mydll.dll和mydll.lib手动复制到源代码目录下。注意了：不需要导入（添加现有项）到项目中！！！
    2. (P.S：头文件Func.h并不是必需的，只是C++中使用外部函数时，需要先进行声明)

    3. 在程序中指定链接引用链接库 : #pragma comment(lib,"./mydll.lib")

       #include<stdio.h>
 #pragma comment(lib,"./mydll.lib")
 //有上面一句话，就可以直接导入了
 #include"mydll.h"
        
 int main() {
 	int a, b;
 	a = 10;
 	b = 20;
        
 	printf("%d\n", myminus(b,a));
 	printf("hello world");
 	getchar();
 	return 0;
 }

  3. 方法三：显式调用

     HANDLE hDll; //声明一个dll实例文件句柄
 hDll = LoadLibrary("mydll.dll"); //导入动态链接库
 MYFUNC minus_test; //创建函数指针
 //获取导入函数的函数指针
 minus_test = (MYFUNC)GetProcAddress(hDll, "myminus");

静态库与动态库编译之后的exe区别

  1. 静态库：
    1. 直接将exe文件取出即可，因为exe文件中已经包含了静态库lib的所有内容
    2. 当n个exe使用了同一个lib时，那么这n个exe就拥有n个lib，浪费内存
  2. 动态库
    1. exe文件运行必须依赖于dll文件，否则报错，因为此时的exe文件中不包含动态库dll的代码
    2. 当n个exe文件用了同一个dll时，这n个exe可以共用一个dll，节省内存。
    3. 拓展：我们下载别人的windows软件，点击exe安装时，有时会报：xx.dll文件丢失，指的就是该动态库丢失了
  3. 动态库中的lib文件呢？
    1. 动态库中的lib文件是资源描述文件，描述dll文件的。这个跟静态库一样会在编译时期编译到exe中去。
    2. 真正的动态库代码在dll文件中。

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