面试题：C语言中静态库与动态库创建步骤差异

Question

请简述在C语言中创建静态库和动态库分别有哪些关键步骤，以及它们在编译和链接过程中的主要区别。

Answer 1

创建静态库关键步骤

1. 编写源文件：编写实现各种功能的C语言源文件，例如add.c、sub.c等，每个文件包含相应功能的函数定义。
2. 编译目标文件：使用gcc -c命令将源文件编译成目标文件。例如，对于add.c，执行gcc -c add.c，会生成add.o。多个源文件都需进行此操作。
3. 创建静态库：使用ar工具将目标文件打包成静态库。例如，执行ar rcs libmylib.a add.o sub.o，这里libmylib.a是静态库文件名，add.o和sub.o是前面生成的目标文件。

创建动态库关键步骤

1. 编写源文件：同样编写包含功能函数定义的C语言源文件，如func.c。
2. 编译生成共享目标文件：使用gcc -fPIC -c命令编译源文件。-fPIC选项生成位置无关代码，例如gcc -fPIC -c func.c，生成func.o。
3. 创建动态库：使用gcc -shared命令将共享目标文件链接成动态库。例如，gcc -shared -o libmydll.so func.o，libmydll.so是动态库文件名。

编译和链接过程中的主要区别

1. 编译：
   • 静态库：源文件编译成目标文件时，与普通编译相同，不涉及特殊选项。
   • 动态库：编译源文件生成目标文件时，需使用-fPIC选项，生成位置无关代码，以便动态库能在内存的不同位置加载运行。
2. 链接：
   • 静态库：链接时，链接器将静态库中被程序调用的函数代码直接复制到可执行文件中。最终生成的可执行文件包含了所需的全部代码，因此可执行文件相对较大。如果多个程序使用相同的静态库，每个程序都会有一份库代码的拷贝，会占用较多磁盘空间。
   • 动态库：链接时，链接器仅记录可执行文件对动态库中函数的引用信息，并不将库代码复制到可执行文件中。在程序运行时，操作系统负责将动态库加载到内存，多个程序可以共享内存中的同一份动态库代码，节省内存空间。但动态库依赖于运行时环境，若运行环境中没有相应的动态库，程序将无法运行。