Linux编译多个不同目录下的文件以及静态库、动态库的使用

浏览数：19 / 时间：2015年06月20日

先看两篇博文，作为基础知识。如果对C/C++编译链接过程都了解的话，可以跳过不看。

http://www.firedragonpzy.com.cn/index.php/archives/2556

http://www.cppblog.com/shifan3/archive/2007/01/05/17325.html

一、编译不同目录下的多个文件

各个文件的布局如下:

head.h文件的代码：

[cpp] view plain copy

#ifndef HEAD_H
#define HEAD_H
int add(int a, int b);
#endif /*HEAD_H*/

head.cpp文件的代码：

[cpp] view plain copy

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

main.cpp文件的代码（head.h头文件还没包含）

[cpp] view plain copy

#include <iostream>
using namespace std;
int main(int argc, char *argv[])
{
cout<<add(3, 5)<<endl;
return 0;
}

1) 以相对路径的方式直接包含头文件

为了能够使用add函数，必须包含add所在的头文件。最简单的方法是直接在main.cpp文件中，用相对路径包含head.h文件.即 #include”function/head.h”。完整代码为

[cpp] view plain copy

#include <iostream>
#include "function/head.h"
using namespace std;
int main(int argc, char *argv[])
{
cout<<add(3, 5)<<endl;
return 0;
}

此时，编译命令为：$g++ main.cpp function/head.cpp -o main

这种用相对路径包含头文件的方式有很多弊端。当function目录改成其它名字，或者head.h文件放到其它目录了，这时都要对main.cpp文件进行修改，如果head.h头文件被很多其它文件包含的话，这个工作量就大多了。

2) 用编译选项 –I(大写i)

其实，可以想一下，为什么iostream文件不在当前目录下，就可以直接使用呢？这是因为，编译器会在一些默认的目录下(/usr/include，/usr/inlucde/c++/4.4.3等目录)搜索头文件。所以，iostream头文件不用添加。但我们不能每写一个头文件就放到那里。

知道了原理，现在来用一下一个编译选项 –I（include的缩写）用来告诉编译器，还可以去哪里找头文件。

使用这个编译命令，$g++ main.cpp function/head.cpp -Ifunction -o main

此时main.cpp文件写成

[cpp] view plain copy

#include <iostream>
#include <head.h>
using namespace std;
int main(int argc, char *argv[])
{
cout<<add(3, 5)<<endl;
return 0;
}

可以看到head.h文件是用<>而不是””。想一下C语言书中，两者的区别。这说明，用-I选项，相当于说明了一条标准路径。

3) 使用.o文件

此时，对于head.cpp文件，在编译命令中，还是要用到路径function/head.cpp。现在的想法是去掉这个。这时可以先根据head.cpp文件生成一个.o文件，然后就可以了去掉那个路径了。

先cd 到function目录。

输入命令：$g++ -c head.cpp -o head.o

生成一个head.o目标文件，

此时把生成的head.o文件复制到function的父目录，就是main.cpp所在的目录。

然后回到function的父目录，输入命令$g++ main.cpp head.o -Ifunction -o main

此时，直接使用head.o即可，无需head.cpp了。但头文件head.h还是要的。因为编译的时候要用到。链接的时候不用头文件。这个可以拆分成两条命令

$g++ -c main.cpp -Ifunction -o main.o

$g++ main.o head.o -o main

第一条是编译命令，后一条是链接命令。

二、静态库

虽然上面说到的先生成.o目标文件，但如果function目录下有多个.cpp文件。那么就要为每一个.cpp文件都生成一个.o文件，这个工作量是会比较大。此时可以用静态库。静态库是把多个目标文件打包成一个文件。Anarchive(or static library) is simply a collection of object filesstored as a single file（摘自《Advanced Linux Programming》）。

下面介绍静态库

此时，文件布局为：

head.h文件代码

[cpp] view plain copy

#ifndef HEAD_H
#define HEAD_H
int add(int a, int b);
int sub(int a, int b);
#endif /*HEAD_H*/

add.cpp文件代码

[cpp] view plain copy

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

sub.cpp文件代码

[cpp] view plain copy

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

首先，生成.o目标文件。

cd进入function目录，输入命令$g++ -c sub.cpp add.cpp 这会分别为两个源文件目标文件，即生成sub.o和add.o文件。

然后，打包生成静态库，即.a文件。

输入命令$ar -cr libhead.a add.o sub.o

注意：

1) 命令中，.a文件要放到 .o文件的前面

2) .a文件的格式。要以lib作为前缀, .a作为后缀。

选项 c是代表create，创建.a文件。

r是代表replace，如果之前有创建过.a文件，现在为了提高性能而更改了add函数里面的代码，此时，就可以用r选项来代替之前.a文件里面的add.o

可以用命令$ar -t libhead.a 查看libhead.a文件里面包含了哪些目标文件。其执行结果自然为add.o sub.o

现在回过头来关注main.cpp文件。

此时的main.cpp的代码为.

[cpp] view plain copy

#include <iostream>
#include <head.h>
using namespace std;
int main(int argc, char *argv[])
{
cout<<add(3, 5)<<endl;
cout<<sub(10, 6)<<endl;
return 0;
}

回到main.cpp文件所在的目录。

输入命令:$g++ main.cpp -Ifunction -Lfunction -lhead -o main 生成可执行程序

现在要解释一下使用静态库要用到的-L和-l（小写的L）选项。

-L表示要使用的静态库的目录。这和前面所讲的-I(大写i)差不多，就是用来告诉编译器去哪里找静态库。因为可能-L所指明的目录下有很多静态库，所以除了要告诉去哪里找之外，还要告诉编译器，找哪一个静态库。此时，就要用到-l(小写L)了。它用来说明链接的时候要用到哪个静态库。

注意：

1. 注意是使用-lhead,而不是-llibhead

命令中是使用-lhead,这是因为编译器会自动在库中添加lib前缀和.a后缀。

2. 要把-l放到命令的尽可能后的位置，必须放到源文件的后面。

如果使用命令中的顺序，将出现下面错误。

还记得前面所链接的两篇博文的内容吧。当编译器在命令中碰到main.cpp文件后，会得到该文件的未解决符号表。然后，会在-l所指明的静态库中查找里面的每一个目标文件，把需要的部分抽取出来（编译器很聪明，不会全部统统接收）。但编译器只会对命令中的静态库查找一次，之后不再查找。如前面的错误命令那样，编译器先解析到-lhead。此时，未解决符号表都为空。编译器不会从libhead.a库中提取任何东西。当遇到main.cpp参数后，会得到未解决符号表。但此时已经错过libhead.a库了。编译器不会再次查找libhead.a库了。所以就出现错误了。（下面的动态库并不会出现这个问题。）