包含目录与 lib 目录概念问题

Question

链接到包含文件和链接到 lib 文件有什么区别？

我是 C/C++ 的新手，我很难弄清楚使用包含文件和静态 lib 文件调用函数之间的区别。在我看来，包含文件具有可以像 .lib 文件一样调用的函数。

Answer 1

在 C++（以及 C 和其他类似语言）中，函数被称为同时具有声明和定义。

声明只是一个简短的声明，声明函数存在，以及它的接口是什么样的。考虑一个将两个整数相加的基本函数add。它的声明可能如下所示：

int add(int, int);

这意味着“存在一个函数add，它接受两个整数并返回一个整数”。尽管我们可以根据它的名称做出很好的猜测，但它并没有具体说明函数的实际作用。

函数的定义是我们准确定义函数做什么的地方。这可能是您认为的实际功能代码。以add函数为例：

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

那么这与您的问题有什么关系？好吧，假设我们在math.cpp 中有许多数学函数：

// math.cpp

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

int sub(int a, int b)
{
    return a - b;
}

还假设我们决定在 main.cpp 的主函数中使用其中的一些：

// main.cpp

#include <iostream>

int main (int argc, char* argv[])
{
    std::cout << "1 + 2 = " << add(1, 2) << std::endl;
    std::cout << "8 - 3 = " << sub(8, 3) << std::endl;
}

如果您尝试按原样编译main.cpp，它会抱怨它不知道add 和sub 是什么。这是因为您试图在不声明它们存在的情况下使用它们——这正是声明的用途。因此，您可以执行以下操作：

// main.cpp

#include <iostream>

int add(int, int);
int sub(int, int);

int main (int argc, char* argv[])
{
    std::cout << "1 + 2 = " << add(1, 2) << std::endl;
    std::cout << "8 - 3 = " << sub(8, 3) << std::endl;
}

这可行，但不是很灵活。如果我们添加一个新函数mul，我们需要将它的声明添加到main.cpp 和所有其他使用它的.cpp 文件中（如果你有很多.cpp 文件，这将是很多工作） .所以我们所做的是将所有声明放在一个文件中（例如，math.h），因此我们只需在一个位置维护声明列表。然后，我们只需将math.h 包含到任何使用数学函数的文件中。这就是头文件（也就是包含文件）的用途。

这很好用，但可能会更好。事实上，我们有一个main.cpp 文件和一个math.cpp 文件，每次编译程序时都会编译这两个文件*。如果您的数学函数根本没有改变，那么最好编译一次，然后在重新编译main.cpp 时将预编译的定义插入到您的可执行文件中？这正是.lib 文件的目的。它们包含相关函数的定义的预编译代码。您仍然需要包含文件来让您知道 lib 中存在哪些函数。

编译链接阶段的目的是把这些预编译的函数和你刚刚编译的函数，一起滚动到一个单独的可执行文件中。

本质上，您可以将静态库视为许多预定义函数的预编译代码，并将其匹配的包含文件视为一种工具，让任何想要使用这些函数的代码知道哪些可用以及它们的描述是。

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* 这并不完全正确，但对于我们这里的目的来说已经足够了。

Answer 2

提供一个更简单的答案：

.lib 文件是预编译的库。如果包含 .lib，则还需要包含 .h/hpp 头文件，以便编译器知道如何访问 .lib 中的函数。

当你编译你的程序时，所有从库中使用的函数都只是链接，它们不会再次编译。

Answer 3

包含文件通常包含符号（函数、变量）的声明。这让编译器知道名称已定义（在标头中）或其他地方（在声明的情况下）：

a.h:

void a_useful_function(); //declaration 

但你也可以有一个定义：

a.h:

void a_useful_function()
{
    //... do something
}

库是通常由标头公开的函数的集合。标头通常是您要链接的库的接口。

存在只有标头的库，但是它们的声明和定义代码在同一个文件中。

您在问题中提到包含目录。包含目录是编译器搜索以解析 #include "a.h" 预处理器指令的位置。

但也有一些库目录，链接器会在其中搜索所需的库，这些库通常会为您的标头中的声明提供实现（定义）。