C++中的库文件导入与导出

前言

C++的库文件分为两种：lib文件和dll文件，前者是静态的，会在build时就被打包到exe内，单独的一个exe文件就可以运行，而后者是动态的，不会被打包到exe内，除了exe，还需要对应的dll文件一起才可以运行。

C++的库文件分为两个部分，头文件和对应的cpp库文件，这也意味着我们在使用库文件时，需要用到这两个地方的路径。

举一个例子，创建一个空项目，创建Dependencies目录，里面存放网上下载的OpenGL的glfw内容，如下图所示：
在这里插入图片描述
include里存放了所有的头文件，lib-vc2017是用VS2017编译好的库文件的内容，里面有三个文件，其中glfw3.lib是预先编译好的静态库文件，glfw3.dll就是动态库文件，而glfw3dll.lib则是用来记录glfw3.dll里面的函数、symbol等内容的位置的，通过这个lib，Linker可以在dll中找到我们需要的函数，可用来加快程序运行效率，如果没有glfw3dll.lib文件程序也是可以执行的，只不过运行时计算机就会前往glfw3.dll里面去寻找我们需要的函数：
在这里插入图片描述

关于库文件在VS中的配置

项目属性中添加头文件
在项目属性的C+±>General里，如下图所示：
在这里插入图片描述
值得注意的是，在VC++ Directories下，也有一栏叫做Include Directories，这里设置的是整个VS2017的include文件目录（早期的VS把它放在了tools->options里面），比如说iostream这种的头文件，这里不要设置错了。

添加lib文件
在添加完头文件后，程序就可以编译了，但是运行确会报Link Error，对于静态库文件，需要在项目属性中设置lib文件的路径 ，既然是在Link阶段干的事情，自然是在Link界面里进行设置，如下图所示：
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具体有两种方法：
第一种是简单的输入lib文件的路径，也就是在Input里面输入对应文件的路径，让Linker把这个文件Link进来，如下图所示：
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点确定后可以成功Build项目，如下图所示：
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可以看到这么长一串的路径在这里不太美观，因为其他的输入好像都是简单的lib文件名，如下图所示：
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所以这里还有另外的方法，就是把lib文件的路径加入到Linker属性界面中，如下图所示，这样就可以在Input里面只输入glfw3.lib就可以了。
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添加dll文件（通过lib定位）
前面演示了添加lib文件到项目中，这里演示添加dll文件，很多项目里dll和lib库的头文件是不一样的，但这里用到的glfw库的头文件是一样的，所以C++配置里头文件的目录不需要更改。

与前面类似，不过在Input里面不用glfw3.lib而是改用glfw3dll.lib，（glfw3dll.lib是在生成glfw3.dll时同时生成的lib文件，记载了dll里面各种符号和函数的位置）然后再把对应的glfw3.dll放到Debug下的HellowDLL的exe所在的目录下，因为exe默认默认调用DLL的路径就是exe所在的目录，这个路径也是可以改的，具体怎么改我还不太清楚。

也就是说，正常我们生成一个dll文件，其实还是需要对应的lib和dll文件，这样在使用该项目的属性中，需要在Input里面输入对应lib文件的路径和文件名，再把dll放到exe的同名目录下即可，当然，如果两个项目在同一个Solution下，我们可以直接使用项目引用（具体怎么操作见下一条）

添加dll文件（不通过lib定位）
具体使用一个裸的dll文件，需要用到显示链接，用C++的API去加载对应的DLL，文章最后面有提到这个事情

一个Solution下的一个项目生成lib以供另外一个项目使用
按照前面讲过的，设置项目A的生成属性为.lib文件，然后在项目B中添加A项目的头文件路径，再在项目B中的Linker界面输入项目A生成的Lib文件的目录和加入文件名，这样可以实现，但是Visual Studio提供了另外一种便捷的方法，就是项目引用，可以直接实现项目B使用项目A的lib或dll文件，这样我就不用辛苦的去手动设置路径了，比如说RecastDemo里面，所有实现的功能都是以lib格式生成的，最后演示的Demo就引用了所有这些项目，如下图所示：
组件都是用lib格式生成的
在这里插入图片描述
而演示Demo和测试项目引用了所有的lib组件，当Rebuild RecastDemo时，所有引用的项目都会被先Rebuild：
在这里插入图片描述
关于项目引用
VS执行项目引用的时候，实际上有一行对应的命令行操作，比如我这里有一个项目Hazel和项目Sandbox，Sandbox引用了Hazel，那么在Sandbox项目属性->linker->Command Line里，可以看到Link阶段Link了Hazel生成的dll对应的lib文件，我们就不需要手动再去Link下面添加对应的lib文件了，如下图所示：
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C++语言生成dll的方法

前面总结的基本都是项目设置问题，具体C++怎么写代码生成dll接口呢？

正常对于一个想要做成dll的函数，在Windows平台可以在函数声明前面加上__declspec()关键字，如下所示：

namespace myDllNamespace 
{
	// exportDLL.h 
	__declspec(dllexport) void myFunction(); // 导出函数到dll中
}

注意这里把函数放到了自己定义的namespace里，不然别人导入dll后，myFunction就是一个全局函数，这很蠢，老式的C语言选择了复杂命名这样的方式，像glfw库那样，所有该dll下的函数都以glfw开头，叫做glfwInit()、glfwWindow()这种API，不过不推荐这么写

然后在导入该dll的工程中，我们也需要定义一个函数，表明这个函数是我们从dll导入的

// import.h 
__declspec(dllimport) void myFunction(); // 导入dll中的函数

这也是为什么正常的dll导出头文件和dll导入的头文件是不一样的，相同的函数前面的前缀不同。

但通过宏，可以把两个头文件合并为一个，比如glfw的头文件却只用了一个头文件，如下所示，当使用不同的宏的时候，会随之导出dll、导入dll等操作：

/* GLFWAPI is used to declare public API functions for export
 * from the DLL / shared library / dynamic library.
 */
#if defined(_WIN32) && defined(_GLFW_BUILD_DLL)		//Build DLL时导出
 /* We are building GLFW as a Win32 DLL */
 #define GLFWAPI __declspec(dllexport)								
#elif defined(_WIN32) && defined(GLFW_DLL)					//使用DLL时导入
 /* We are calling GLFW as a Win32 DLL */
 #define GLFWAPI __declspec(dllimport)	
#elif defined(__GNUC__) && defined(_GLFW_BUILD_DLL)				//Linux平台使用dll
 /* We are building GLFW as a shared / dynamic library */
 #define GLFWAPI __attribute__((visibility("default")))
#else
 /* We are building or calling GLFW as a static library */
 #define GLFWAPI									//其他状态就啥也不用，因为static library已经嵌入到exe里了
#endif

理论上这样就可以了，但是我实际操作还是遇到了相关代码看不懂，这里举几个例子：

** extern “C”**
工作里我看到有这么定义导出dll头文件的

#ifdef _GNUC_
#include<jni.h>
#define EXPORT_API JNIEXPORT
#else
#define EXPORT_API __declspec(dllexport)
#endif

extern "C"
{
	EXPORT_API bool  myFunction(){return true;} // 实际上定义是在cpp文件完成的
}

这里就涉及到了C语言与C++语言的区别，C语言不支持函数重载，C++语言支持函数重载，C++里通过Compiler用改变(mangle)函数名的方式来实现函数重载，通过在函数前面加上extern "C"限定符，能够规定Linker按照C语言的方式进行Link，能让C++编译器在编译该函数时不改变函数名。

举个例子，下列代码的func1没有问题，func2编译就会报错，因为C语言的Linkage方法里不支持函数重载：
在这里插入图片描述
什么时候使用extern “C”
当在C++中使用C语言的模块的时候，需要用extern "C"把对应的文件声明给括起来，表面这是用C语言写的，应该用C对应的Linkage的方式去Link

我们再回到之前的问题，为什么导出dll之前要加上extern"C"这一行代码：

extern "C"
{
	EXPORT_API bool  myFunction(){return true;}

有两种可能，第一，函数里面使用的c语言的函数，第二，为了方便查看函数名。
如果用C的Linkage规范，编译后的函数名更容易辨认，举个例子，有一个函数void WINAPI SampleFunc(void)，C++规范编译后的名字是SampleFunc@@YGXXZ，而C编译后的名字是_SampleFunc@0，0代表没有参数(void)，明显比后者直观很多。

隐式链接
隐式链接其实前面已经提到过了，通过项目属性里配置路径，可以完成隐式链接DLL，隐式链接需要三个内容：包含DLL函数声明的头文件、索引DLL相关函数位置的lib文件和代表DLL本身的.dll文件。

使用隐式链接的dll时，如果生成的项目与使用的项目在同一个Solution下，可以直接设置项目引用使用，如果是只有dll对应的.h、.lib和.dll文件，则需要在使用的工程中明确路径，既可以在项目属性中设置，也可以在脚本中表示引入了该dll，只不过这种情况下，需要把对应的lib文件和dll文件放在exe所在的目录下，如下所示：

//testDLL.h
#pragma comment(lib，"MyDll.lib") //会检索exe所在的目录
extern "C"_declspec(dllimport) int myFunc();	// 引入dll对应的函数


//TestDll.cpp
#include
#include"Dlltest.h"
void main()
{
	// 调用dll
}

显示链接
显示链接支持在程序运行过程中动态加载和卸载dll，不过实现显式链接要麻烦一些。在应用程序中用LoadLibrary或MFC提供的AfxLoadLibrary显式的将自己所做的动态链接库调进来，动态链接库的文件名即是上述两个函数的参数，此后再用GetProcAddress()获取想要引入的函数。具体操作可以参考显示链接

附上讲C++的dll底层原理的视频链接，需要科学上网才能浏览：
https://www.youtube.com/watch?v=JPQWQfDhICA

posted @ 2020-05-22 14:18  弹吉他的小刘鸭  阅读(1446)  评论(0)  编辑  收藏  举报