通过 C 语言入门计算机科学 2：链接和库

标准库

int printf(const char *format, ...);
int main()
{
    printf("Hello, World!\n");
}

clang hello.c

int printf(const char *format, ...);

所谓 函数声明：一行用来说明某个函数的调用方式的代码，编译器会根据这行代码，来判断后面的代码，对于此函数的使用格式是否正确。

不管是 Windows 还是 Linux，都以 C 语言库的形式，提供了很多功能，以便开发者可以通过编程来使用操作系统的功能。从这个角度来说，操作系统的用户还包含了程序开发者。

自定义库

很多现代编程语言，都已经把“模块管理”放到语言本身里面的设计了。如 Java 和 Go 都有 import 关键字，C# 有 using 关键字。唯独 C 语言是缺乏这方面的设计的，所以我们需要额外了解这一套特别的机制。

编写库

int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

调用库

int printf(const char *format, ...); // 声明
int add(int a, int b);               // 声明

int main()
{
    int c = add(1, 2);
    printf("Hello, World! %d\n", c);
}

clang hello.c -o hello.exe

hello-834397.o : error LNK2019: 无法解析的外部符号 add，函数 main 中引用了该符号  
hello.exe : fatal error LNK1120: 1 个无法解析的外部命令
clang: error: linker command failed with exit code 1120 (use -v to see invocation)

生成库文件

clang add.c -c -o add.o

llvm-lib add.o /out:add.lib

在 Linux 下使用 ar 命令来生成（静态）库，库文件一般是 libadd.a

链接可执行文件

clang hello.c -o hello.exe -ladd

编写动态链接库

__declspec(dllexport) int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

在 Linux 下，是不需要加这个标记的。

int printf(const char *format, ...);
__declspec(dllexport) int add(int a, int b);

int main()
{
    int c = add(1, 2);
    printf("Hello, World! %d\n", c);
}

编译并链接

clang add.c -c -o add.o

clang add.o -shared -o add.dll 

正在创建库 add.lib 和对象 add.exp

• add.dll 包含了运行时 add() 函数的程序，.exe 文件的运行，依赖这个文件
• add.lib “导入”文件，提供给想要调用 add() 的程序进行链接使用
• add.exp “导出”文件，一般不需要额外关注

clang hello.c -o hello.exe -ladd

在 Windows 下，链接 add.dll 的时候，必须要有 add.lib；在 Linux 下则只需要动态库文件本身这一个文件（一般文件名会是 libadd.so）就可以了，不像 windows 需要有两个文件。

验证动态

&"C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\2022\Community\VC\Tools\MSVC\14.38.33130\bin\Hostx64\x64\dumpbin.exe" /dependents .\hello.exe

> .\hello.exe
> Hello, World! 3

> mv add.dll add.d
> .\hello.exe
>

__declspec(dllexport) int add(int a, int b)
{
    return a + b + 100;
}

clang add.c -c -o add.o
clang add.o -shared -o add.dll 

> .\hello.exe
> Hello, World! 103

大家在电脑使用中，是不是也有碰到过 dll 文件找不到的错误呢？其实这就是有些软件开发者，认为使用者的电脑中“应该”有，而实际上使用者并没有这些库文件而导致的。以前我最常见的是 DirectX 组件找不到的问题，譬如 DDraw.dll 找不到 。DirectX 是游戏开发者常用的库，因此想要运行使用了这些库的游戏，就必须要要有这批 dll 文件才行。而且很多不同的游戏可能会用到同一套 DirectX 库文件，所以没必要每个游戏都复制一份这些 dll，让玩家去下载安装一次就好了。

头文件

#ifndef ADD_H_
#define ADD_H_

__declspec(dllexport) int add(int a, int b);

#endif /* ADD_H_ */

#include <stdio.h>
#include "add.h"

int main()
{
    int c = add(1, 2);
    printf("Hello, World! %d\n", c);
}

小结