C++ Cmake的构建静态库和动态库详解

什么是静态库和动态库

在C++编程中，常常需要使用一些共用的代码库，这些代码库可以被其他的程序或者模块共享使用。为了方便管理这些代码库，我们通常会将它们打包成静态库或者动态库。静态库是在编译时被链接到程序中，而动态库则是在运行时被链接到程序中。两者的主要区别在于，静态库会被完全复制到编译后的可执行文件中，而动态库则只会在程序启动时加载并链接。

Cmake构建静态库

在Cmake中，我们可以使用add_library命令来构建静态库。该命令的语法如下：

add_library(libname STATIC source1 source2 ...)

其中，libname是库的名称，source1、source2等则是源文件的列表。下面是一个简单的示例：

├── CMakeLists.txt
└── srcs
    ├── func1.cpp
    ├── func2.cpp
    └── func3.cpp

# CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)

project(mylib)

add_library(mylib STATIC srcs/func1.cpp srcs/func2.cpp srcs/func3.cpp)

在编译时，我们可以使用以下指令：

mkdir build
cd build
cmake ..
make

编译完成后，会在build目录下生成一个名为libmylib.a的静态库。

Cmake构建动态库

与构建静态库类似，在Cmake中，我们可以使用add_library命令来构建动态库。不过要将STATIC关键字改为SHARED。下面是一个简单的示例：

├── CMakeLists.txt
└── srcs
    ├── func1.cpp
    ├── func2.cpp
    └── func3.cpp

# CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)

project(mylib)

add_library(mylib SHARED srcs/func1.cpp srcs/func2.cpp srcs/func3.cpp)

在编译时，我们可以使用以下指令：

mkdir build
cd build
cmake ..
make

编译完成后，会在build目录下生成一个名为libmylib.so的动态库。

示例1：静态库和动态库交叉编译

在开发中，有时我们需要将代码库在不同平台之间进行移植。这时候就需要进行交叉编译。下面是一个简单的示例。

假设我们需要将上述示例在arm64平台上进行编译。首先，我们需要安装aarch64-linux-gnu-g++编译器。我们可以使用以下指令进行安装：

sudo apt-get install gcc-aarch64-linux-gnu g++-aarch64-linux-gnu

然后，我们需要修改CMakeLists.txt文件，以支持交叉编译：

# CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)

project(mylib)

set(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux)
set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR aarch64)
set(CMAKE_C_COMPILER /usr/bin/aarch64-linux-gnu-gcc)
set(CMAKE_CXX_COMPILER /usr/bin/aarch64-linux-gnu-g++)

add_library(mylib STATIC srcs/func1.cpp srcs/func2.cpp srcs/func3.cpp)

接下来，我们需要创建一个编译目录，然后运行cmake命令来配置项目：

mkdir build
cd build
cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=../toolchain.cmake ..

其中，toolchain.cmake是一个交叉编译的工具链文件，其内容如下：

set(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux)
set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR aarch64)
set(CMAKE_C_COMPILER /usr/bin/aarch64-linux-gnu-gcc)
set(CMAKE_CXX_COMPILER /usr/bin/aarch64-linux-gnu-g++)

最后，我们可以使用以下指令进行编译：

make

编译完成后，会在build目录下生成一个名为libmylib.a的静态库（或者名为libmylib.so的动态库，根据项目配置而定）。

示例2：为动态库定制名称和版本号

在实际开发中，我们常常需要为动态库定制名称和版本号。这可以通过SET_TARGET_PROPERTIES命令来实现。下面是一个简单的示例。

# CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)

project(mylib)

add_library(mylib SHARED srcs/func1.cpp srcs/func2.cpp srcs/func3.cpp)

# 指定库的名称和版本号
set_target_properties(mylib PROPERTIES
    VERSION 1.0.0
    SOVERSION 1
    OUTPUT_NAME "mylib-custom-name")

其中，VERSION用于指定库的版本号，SOVERSION用于指定API的版本号，OUTPUT_NAME用于指定库文件的名称。

在编译时，我们可以使用以下指令：

mkdir build
cd build
cmake ..
make

编译完成后，会在build目录下生成一个名为mylib-custom-name.so的动态库。

总结

本文介绍了如何使用Cmake构建静态库和动态库，并提供了两个示例。静态库适用于需要在编译时被链接到程序中的场景，动态库适用于需要在运行时被动态加载和链接的场景。在实际开发中，我们可以通过交叉编译和定制名称和版本号来实现库的移植和管理。