C語言庫——靜態庫、共享庫
我們在編寫一個C語言程序的時候，經常會遇到好多重複或常用的部分，如果每次都重新編寫固然是可以的，不過那樣會大大降低工作效率，並且影響代碼的可讀 性，更不利於後期的代碼維護。我們可以把他們製作成相應的功能函數，使用時直接調用就會很方便，還可以進行後期的功能升級。
例如我要在一段代碼中多次交換兩個變量的值，我可以在代碼中多次寫入
i=x;
x=y;
y=i;
不過這樣未免有點麻煩我們可以編寫一個change_two_int()函數進行簡化。
定義如下函數：
void change_two_int(int *a，int *b)
{
int c;
c=*a;
*a=*b;
*b=c;
}
這樣每次要進行交換時只需調用 change_two_int(&x , &y);即可，是否方便了許多？
那麼我們要討論的和這些有什麼關係呢？庫通俗的說就是把這些常用函數的目標文件打包在一起，提供相應函數的接口，便於程序員使用。庫是別人寫好的現有的， 成熟的，可以複用的代碼，我們只需要知道其接口如何定義，便可以自如使用。
現實中每個程序都要依賴很多基礎的底層庫，不可能每個人的代碼都從零開始，因此庫的存在意義非同尋常。比如我們常使用的printf函數，就是c標準庫 提供的函數。我們在使用時只需要包含相應的頭文件就可以使用（非靜態編譯還要有相應的庫文件）。而不用關心printf函數具體是如何實現的，這樣就大大 提高了程序員編寫代碼的效率。從使用方法上分庫大體上可以分爲兩類：靜態庫和共享庫。在windows中靜態庫是以 .lib 爲後綴的文件，共享庫是以.dll 爲後綴的文件。在linux中靜態庫是以 .a 爲後綴的文件，共享庫是以 .so爲後綴的文件。
以linux 下的靜態庫和動態庫爲例我們研究一下，首先我們看一下他們的生成方式
靜態庫：
首先將 源文件編譯成目標文件：gcc –c a.c b.c
生成靜態庫：ar –rc libstatic.a a.o b.o
共享庫：
同靜態庫一樣編譯成目標文件：gcc –c a.c b.c
生成共享庫：gcc –fPIC –shared –o libshared.so a.o b.o
由此可見靜態庫和動態庫都是對目標文件的處理，也可以說庫文件已經是機器碼文件了，靜態庫和共享庫的加載過程有很大的區別。
靜態庫的鏈接方法：
gcc –o staticcode –L. –lstatic main.c –static(默認庫在當前文件夾)
共享庫的鏈接方法：
gcc –o sharedcode -L. –lshared main.c(默認庫在當前文件夾)
當程序與靜態庫連接時，庫中目標文件所含的所有將被程序使用的函數的機器碼被copy到最終的可執行文件中。這就會導致最終生成的可執行代碼量相對變 多，相當於編譯器將代碼補充完整了，這樣運行起來相對就快些。不過會有個缺點: 佔用磁盤和內存空間. 靜態庫會被添加到和它連接的每個程序中,而且這些程序運行時, 都會被加載到內存中. 無形中又多消耗了更多的內存空間.
與共享庫連接的可執行文件只包含它需要的函數的引用表，而不是所有的函數代碼，只有在程序執行時,那些需要的函數代碼才被拷貝到內存中。這樣就使可執行文 件比較小,節省磁盤空間，更進一步，操作系統使用虛擬內存，使得一份共享庫駐留在內存中被多個程序使用，也同時節約了內存。不過由於運行時要去鏈接庫會花 費一定的時間，執行速度相對會慢一些，總的來說靜態庫是犧牲了空間效率，換取了時間效率，共享庫是犧牲了時間效率換取了空間效率，沒有好與壞的區別，只看 具體需要了。
另外，.一個程序編好後，有時需要做一些修改和優化，如果我們要修改的剛好是庫函數的話，在接口不變的前提下，使用共享庫的程序只需要將共享庫重新 編譯就可以了，而使用靜態庫的程序則需要將靜態庫重新編譯好後，將程序再重新編譯一便。
庫操作的相關命令
nm
功能：
列出編入目標文件或二進制文件的所有符號。用途一：查看程序調用什麼函數；用 途二：查看一個給定的庫或目標文件是否提供了所需的函數。
語法：nm [options] file
常用選項：
-C 將符號名轉換爲用戶級的名字。在讓C++函數名可讀方面特別有用。
-s 當用於.a文件時，輸出把符號名映射到定義該符號的模塊或成員名的索引。
-u 只顯示未定義的符號，即在被檢查的文件外部定義的文件。
-l 使用調試信息輸出定義每個符號的行號，或未定義符號的重要位項。
ar
功能：將多個.o文件組合到一起成爲.a文 件。
語法：ar [options] lib*.a *.o
常用選項：
-c 如果存檔文件不存在，則創建，並不顯示ar發出的警告。
-q 把*.o添加到存檔文件末尾而不檢查是否進行替換。
-r 向存檔文件中插入.o文件，替換已有的任何同名文件，新成員添加到文檔末尾。
-s 創建或升級從符號到.a文件之間的交叉索引映射表,並加入到.a文件中。
等價與ranlib [*.a]。執行該命令後，可用nm –s來查看生成的索引。
ldd
功能：顯示可執行程序運行所需的共享庫。
語法
ldd [options] file
常用選項：
-d 執行重定位並報告所有丟失的函數。
-r 執行對函數和數據對象的重定位並報告丟失的任何函數或數據對象。
ldconfig
功能：
在默認搜尋目錄(/lib和/usr/lib)及動態庫配置文件/etc/ld.so.conf中所列的目錄下,搜索出可共享的動態鏈接庫 （lib*.so*）,進而創建出動態裝入程序(ld.so)所需的連接和緩存文件。緩存文件默認爲/etc/ld.so.cache，此文件保存了已排 好序的動態鏈接庫名字列表。該在系統啓動時會運行,而當用戶安裝了一個新的動態鏈接庫時,就需要手工運行這個命令。
語法：
ldconfig [options] path
例如：ldconfig /root/lib讓系統共享/root/lib目錄下的動態鏈接庫，即在/etc/ld.so.cache中添加指定目錄下的共享庫。[注意]若該目錄 不在/lib,/usr/lib,/etc/ld.soconf所列的目錄列表裏，則再次運行ldconf時，此目錄下的動態鏈接庫就不被系統共享了。
常用選項：
-v 更新/etc/ld.so.cache的內容，列處每個庫的版本號，掃描的目錄和所有創建和更新的鏈接。
-p 僅顯示/etc/ld.so.cache的內容，即ld.so所知道的共享庫的當前列表。
-n ldconf僅掃描-n命令所指定的目錄
-f CONF 指定動態鏈接庫的配置文件爲CONF,系統默認爲/etc/ld.so.conf。
-c CACHE 指定生成的緩存文件爲CACHE,系統默認爲/etc/ld.so.cache。
當ldconf不帶選項時，僅更新高速緩衝文件。
環境變量
$LD_PRELOAD 由空格分隔的共享庫列表，在其它庫之前加載，使它們有機會覆蓋或重新定義標準庫。
$LD_LIBRARY_PATH 由冒號分隔的目錄清單，都是共享庫搜索時會訪問的目錄。