链接库
链接库
库文件
库文件中每个目标文件存储的代码,并非完整的程序,而是一个个实用的功能模块。例如,C 语言库文件提供有大量的函数(如 scanf()、printf()、strlen() 等),C++ 库文件不仅提供有使用的函数,还有大量事先设计好的类(如 string 字符串类)。
库文件的产生,极大的提高了程序员的开发效率,因为很多功能根本不需要从 0 开发,直接调取包含该功能的库文件即可。并且,库文件的调用方法也很简单,以 C 语言中的 printf() 输出函数为例,程序中只需引入 <stdio.h> 头文件,即可调用 printf() 函数。
头文件和库文件最大的区别在于:
- 头文件只存储变量、函数或者类等这些功能模块的声明部分;
- 库文件才负责存储各模块具体的实现部分;
头文件和库文件相结合的访问机制,最大的好处在于,有时候我们只想让别人使用自己实现的功能,并不想公开实现功能的源码,就可以将其制作为库文件,这样用户获取到的是二进制文件,而头文件又只包含声明部分,这样就实现了“将源码隐藏起来”的目的,且不会影响用户使用。
库文件只是一个统称,代指的是一类压缩包,它们都包含有功能实用的目标文件。要知道,虽然库文件用于程序的链接阶段,但编译器提供有 2 种实现链接的方式,分别称为静态链接方式和动态链接方式,其中
- 采用静态链接方式实现链接操作的库文件,称为静态链接库;
- 采用动态链接方式实现链接操作的库文件,称为动态链接库;
静态链接库
静态链接库实现链接操作的方式很简单,即程序文件中哪里用到了库文件中的功能模块,GCC 编译器就会将该模板代码直接复制到程序文件的适当位置,最终生成可执行文件。
静态链接库特点:
- 生成的可执行文件不再需要任何静态库文件的支持就可以独立运行(可移植性强);
- 如果程序文件中多次调用库中的同一功能模块,则该模块代码势必就会被复制多次,生成的可执行文件中会包含多段完全相同的代码,造成代码的冗余。
- 和使用动态链接库生成的可执行文件相比,静态链接库生成的可执行文件的体积更大。
- 在 Linux 中,静态链接库文件的后缀名通常用 .a 表示,在 Windows 中,静态链接库文件的后缀名为 .lib;
动态链接库
动态链接库,又称为共享链接库。和静态链接库不同,采用动态链接库实现链接操作时,程序文件中哪里需要库文件的功能模块,GCC 编译器不会直接将该功能模块的代码拷贝到文件中,而是将功能模块的位置信息记录到文件中,直接生成可执行文件。
采用动态链接库生成的可执行文件运行时,GCC 编译器会将对应的动态链接库一同加载在内存中,由于可执行文件中事先记录了所需功能模块的位置信息,所以在现有动态链接库的支持下,也可以成功运行。
动态链接库特点:
- 由于可执行文件中记录的是功能模块的地址,真正的实现代码会在程序运行时被载入内存,这意味着,即便功能模块被调用多次,使用的都是同一份实现代码(这也是将动态链接库称为共享链接库的原因)。
- 此方式生成的可执行文件无法独立运行,必须借助相应的库文件(可移植性差)。
- 和使用静态链接库生成的可执行文件相比,动态链接库生成的可执行文件的体积更小,因为其内部不会被复制一堆冗余的代码。
- 在 Linux 中,动态链接库的后缀名通常用 .so 表示;在 Windows 中,动态链接库的后缀名为 .dll;
调用dll方式
dll 包含了如下函数:
1 | int my_add(int a,int b) |
将 add.dll 拷贝至文件所在目录
标准方式
1 | from ctypes import cdll |
cdll.LoadLibrary() 方法返回 cdll 对象,cdll 调用C/C++函数的方法遵从 cdecl 方式(C/C++函数调用的标准方式)。
函数签名方式
函数签名方式,相当于在python内重新申明1个C++函数的别名,申明内容包括用ctype指定函数形参与返回值的数据类型。
1 | from ctypes import * |