GCC建立和使用靜態連結庫（.a檔案）

Linux 下的靜態連結庫是以.a結尾的二進位制檔案，它作為程式的一個模組，在連結期間被組合到程式中。和靜態連結庫相對的是動態連結庫（.so檔案），它在程式執行階段被載入進記憶體。

製作連結庫的目的是希望別人使用我們已經實現的功能，但又不希望別人看到我們的原始碼，這對商業機構是非常友好的。

Linux 下靜態連結庫檔案的命名規則為：

libxxx.a

xxx 表示庫的名字。例如，libc.a、libm.a、libieee.a、libgcc.a 都是 Linux 系統自帶的靜態庫。

GCC 生成靜態連結庫

1) 首先使用 gcc 命令把原始檔編譯為目標檔案，也即.o檔案：

gcc -c 原始檔列表

-c選項表示只編譯，不連結，我們已在《GCC -c選項》中進行了講解。

2) 然後使用 ar 命令將.o檔案打包成靜態連結庫，具體格式為：

ar rcs + 靜態庫檔案的名字 + 目標檔案列表

ar 是 Linux 的一個備份壓縮命令，它可以將多個檔案打包成一個備份檔案（也叫歸檔檔案），也可以從備份檔案中提取成員檔案。ar 命令最常見的用法是將目標檔案打包為靜態連結庫。

對引數的說明：

• 引數 r 用來替換庫中已有的目標檔案，或者加入新的目標檔案。
• 引數 c 表示建立一個庫。不管庫否存在，都將建立。　
• 引數 s 用來建立目標檔案索引，這在建立較大的庫時能提高速度。

例如，下面的寫法表示將目標檔案 a.o、b.o 和 c.o 打包成一個靜態庫檔案 libdemo.a：

ar rcs libdemo.a a.o b.o c.o

範例演示

在使用者主目錄（home 目錄）下建立一個資料夾 test，將 test 作為整個專案的基礎目錄。在 test 目錄中再建立四個原始檔，分別是 add.c、sub.c、div.c 和 test.h。

add.c 實現兩個數相加，程式碼展示如下：

#include “test.h”
int add(int a,int b)
{
    return a + b;
}

sub.c 實現兩個數相減，程式碼展示如下：

#include “test.h”
int sub(int a,int b)
{
    return a - b;
}

div.c 實現兩個函數相除，程式碼展示如下：

#include “test.h”
int div(int a,int b)
{
    return a / b;
}

還有一個 test.h 標頭檔案，用來宣告三個函數，程式碼展示如下：

#ifndef __TEST_H_
#define __TEST_H_

int add(int a,int b);
int sub(int a,int b);
int div(int a,int b);

#endif

接下來，我們就將以上程式碼製作成靜態連結庫。

首先將所有原始檔都編譯成目標檔案：

gcc -c *.c

*.c表示所有以.c結尾的檔案，也即所有的原始檔。執行完該命令，會發現 test 目錄中多了三個目標檔案，分別是 add.o、sub.o 和 div.o。

然後把所有目標檔案打包成靜態庫檔案：

ar rcs libtest.a *.o

*.o表示所有以.o結尾的檔案，也即所有的目標檔案。執行完該命令，發現 test 目錄中多了一個靜態庫檔案 libtest.a，大功告成。

下面是完整的生成命令：

[c.biancheng.net ~]$ cd test
[c.biancheng.net test]$ gcc -c *.c
[c.biancheng.net test]$ ar rcs libtest.a *.o

GCC 使用靜態連結庫

使用靜態連結庫時，除了需要庫檔案本身，還需要對應的標頭檔案：庫檔案包含了真正的函數程式碼，也即函數定義部分；標頭檔案包含了函數的呼叫方法，也即函數宣告部分。

為了使用上面生成的靜態連結庫 libtest.a，我們需要啟用一個新的專案。在使用者主目錄（home 目錄）中再建立一個資料夾 math，將 math 作為新專案的基礎目錄。

在比較規範的專案目錄中，lib 資料夾一般用來存放庫檔案，include 資料夾一般用來存放標頭檔案，src 資料夾一般用來存放原始檔，bin 資料夾一般用來存放可執行檔案。為了規範，我們將前面生成的 libtest.a 放到 math 目錄下的 lib 資料夾，將 test.h 放到 math 目錄下的 include 資料夾。

在 math 目錄下再建立一個 src 資料夾，在 src 中再建立一個 main.c 原始檔。

此時 math 目錄中檔案結構如下所示：

|-- include
|   `-- test.h
|-- lib
|   `-- libtest.a
`-- src
    `-- main.c

在 main.c 中，可以像下面這樣使用 libtest.a 中的函數：

#include <stdio.h>
#include "test.h"  //必須引入標頭檔案

int main(void)
{
    int m, n;
    printf("Input two numbers: ");
    scanf("%d %d", &m, &n);
    printf("%d+%d=%dn", m, n, add(m, n));
    printf("%d-%d=%dn", m, n, sub(m, n));
    printf("%d÷%d=%dn", m, n, div(m, n));

    return 0;
}

在編譯 main.c 的時候，我們需要使用-I（大寫的字母i）選項指明標頭檔案的包含路徑，使用-L選項指明靜態庫的包含路徑，使用-l（小寫字母L）選項指明靜態庫的名字。所以，main.c 的完整編譯命令為：

gcc src/main.c -I include/ -L lib/ -l test -o math.out

注意，使用-l選項指明靜態庫的名字時，既不需要lib字首，也不需要.a字尾，只能寫 test，GCC 會自動加上字首和字尾。

開啟 math 目錄，發現多了一個 math.out 可執行檔案，使用./math.out命令就可以執行 math.out 進行數學計算。

完整的使用命令如下所示：

[c.biancheng.net ~]$ cd math
[c.biancheng.net math]$ gcc src/main.c -I include/ -L lib/ -l test -o math.out
[c.biancheng.net math]$ ./math.out
Input two numbers: 27 9↙
27+9=36
27-9=18
27÷9=3