C++封装静态链接库和使用的详细步骤

下面是关于C++封装静态链接库和使用的详细步骤的完整攻略。

什么是静态链接库？

静态链接库（Static Library）是一种可重用的代码库，可以在程序编译期间链接到程序中，从而实现代码的复用。静态链接库能够方便地组织和管理程序代码，其中包含了多个函数、结构体和变量的定义。在使用静态链接库时，程序会把库代码复制到可执行二进制文件中，使得程序运行时能够直接调用库中的函数。

封装静态链接库的好处

将代码封装到静态链接库中，可以实现代码的复用性和可维护性。当我们将代码封装到库中时，可以将公共的代码放到库中，多个程序里面用就可以了。通过静态链接库可以把代码分为两部分，一个是静态链接库，另一个就是主程序，这两者之间是完全独立的。这种方式可以大大降低程序的耦合度，使得程序更加灵活、健壮。

封装静态链接库的步骤

以下是一些常用的封装静态链接库的步骤：

1. 编写头文件和源文件.

   首先编写.h文件和.cpp文件，.h文件中声明类，在.cpp文件中实现类中的函数。

   例如，我们定义了一个名为MyLibrary的类，我们需编写头文件和源文件如下：

/*MyLibrary.h*/
class MyLibrary
{
public:
    MyLibrary();
    ~MyLibrary();

    void SayHello();   //类中的函数定义
};

/*MyLibrary.cpp*/
#include"MyLibrary.h"
#include<iostream>
using namespace std;

MyLibrary::MyLibrary()
{
    cout << "MyLibrary构造函数被调用" << endl;
}

MyLibrary::~MyLibrary()
{
    cout << "MyLibrary析构函数被调用" << endl;
}

void MyLibrary::SayHello()
{
    cout<<"Hello, World!"<<endl;
}

2.生成目标文件.

接下来，我们需要生成目标文件（.o或.obj）使得我们的代码可以被链接到静态链接库中。

命令如下：

`g++ -c MyLibrary.cpp -o MyLibrary.o`

-c选项表示只编译不链接，并将结果保存为目标文件(o或.obj)。

3.创建静态链接库.

将目标文件打包成静态链接库（.a或.lib），使得其他程序可以调用其中的函数。

命令如下：

`ar rcs libMyLibrary.a MyLibrary.o`

其中，ar表示打包命令，rcs则是添加、覆盖、建立索引的意思。

4.测试静态链接库.

最后，我们创建一个测试程序，调用静态链接库中的函数进行测试。

测试程序：

#include<MyLibrary.h>

int main()
{
    MyLibrary lib;
    lib.SayHello();
    return 0;
}

编译命令：

g++ -o main main.cpp -L. -lMyLibrary

-L.选项表示链接库搜索路径为当前路径，-lMyLibrary表示链接MyLibrary库。

运行结果应该输出"Hello, World!"。

示例说明

以下是两个示例程序：

示例1：生成平方数的静态链接库

.lib文件只能在windows下使用。

生成mylib.lib：

/*mylib.h*/
#ifndef MYLIB_H
#define MYLIB_H

#define DLL_EXP extern "C" __declspec(dllexport)

DLL_EXP double square(double x);

#endif

/*mylib.cpp*/
DLL_EXP double square(double x)
{
    return x * x;
}

编译:

g++ -c mylib.cpp -o mylib.obj  // g++ 编译生成目标文件
lib.exe /OUT:mylib.lib mylib.obj //将目标文件打包成lib文件

这里的lib.exe命令是在windows下Micosoft Visual Studio 20xx的环境下使用，这个命令并不是独立于g++的一个命令，不过最终都是生成mylib.lib的结果。

测试mylib.lib:

/*main.cpp*/
#include <iostream>
#include "mylib.h"

int main()
{
    std::cout << square(7.0) << std::endl;
    return 0;
}

编译：

g++ main.cpp -o main.exe -L"." -lmylib

示例2：生成并使用带命名空间的静态链接库

生成操作系统名称的静态链接库。

/*opsys.h*/
#pragma once

#include <string>

namespace opsys
{
    std::string getName();
}

/*opsys.cpp*/
#include "opsys.h"

std::string opsys::getName()
{
#ifdef _WIN64
    return "Windows x64";
#endif

#ifdef _WIN32
    return "Windows x86";
#endif

    return "Unknown";
}

编译：

g++ -c opsys.cpp -o opsys.o
ar rcs libopsys.a opsys.o

测试libopsys.a：

/*main.cpp*/
#include <iostream>
#include "opsys.h"

int main()
{
    std::cout << opsys::getName() << std::endl;
    return 0;
}

编译：

g++ main.cpp -o main -L"." -lopsys

以上是C++封装静态链接库和使用的详细步骤及示例。