加減乘除demo代碼

項目結構

CPP/

├── calculator.cpp

├── calculator.h

├── main.cpp

頭文件

#ifndef CALCULATOR_H
#define CALCULATOR_H#ifdef __cplusplus
extern "C" {#endifdouble add(double a, double b);double subtract(double a, double b);double multiply(double a, double b);double divide(double a, double b);#ifdef __cplusplus
}
#endif#endif // CALCULATOR_H

源文件

#include "calculator.h"
#include <iostream>double add(double a, double b) {return a + b;
}double subtract(double a, double b) {return a - b;
}double multiply(double a, double b) {return a * b;
}double divide(double a, double b) {if (b == 0) {std::cerr << "錯誤：除數不能為0！" << std::endl;return 0;}return a / b;
}

main.cpp測試

main.cpp，用于測試動態庫接口，需要在編譯好動態庫后進行測試

#include <iostream>
#include "calculator.h"int main() {double a = 8, b = 2;std::cout << "加法: " << add(a, b) << std::endl;std::cout << "減法: " << subtract(a, b) << std::endl;std::cout << "乘法: " << multiply(a, b) << std::endl;std::cout << "除法: " << divide(a, b) << std::endl;return 0;
}

編譯動態庫

1. -fPIC：為共享庫生成位置無關代碼
2. -shared：生成共享庫
3. -o libcalculator.so：輸出為動態庫文件

g++ -fPIC -shared calculator.cpp -o libcalculator.so

查看動態庫有哪些接口

nm命令

nm -D libcalculator.so

帶有 T 的（代表函數定義在庫里）

信息比較多可以加grep命令進行過濾

objdump命令

objdump -T libcalculator.so

readelf命令

readelf -Ws libcalculator.so

main.cpp編譯

main.cpp會在編譯的過程中去動態鏈接libcalculator.so

1. -L.：告訴編譯器去當前目錄查找庫文件
2. -lcalculator：鏈接名為 libcalculator.so 的庫（省略前綴 lib 和擴展名 .so）

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

執行測試程序

運行程序前，設置動態庫路徑

1. LD_LIBRARY_PATH 是 Linux 下指定“運行時動態庫查找路徑”的環境變量
2. . 代表當前目錄
3. $LD_LIBRARY_PATH 是保留已有路徑

#設置環境變量
export LD_LIBRARY_PATH=.:$LD_LIBRARY_PATH

上面代碼的意思是：請系統在當前目錄找動態庫，然后再去默認路徑找

系統默認會查找這些路徑

1. /lib
2. /usr/lib

永久添加路徑

更新系統的動態鏈接庫緩存，也就是告訴系統有哪些 .so 庫、它們在哪兒，以便程序運行時可以找到這些庫。

sudo ldconfig

什么時候用？

1. 安裝了新的 .so 動態庫
2. 把 .so 文件放到了非標準路徑下（比如 /usr/local/lib、/opt/mylibs）
3. 修改了 /etc/ld.so.conf 或 /etc/ld.so.conf.d/ 下的配置

運行程序

./main

運行程序前，為什么要設置動態庫路徑

因為你用的是 動態鏈接庫（**.so**** 文件），程序運行時需要知道這個庫在哪里**。編譯的時候你告訴了編譯器怎么找到它（-L.），但運行時要靠系統的**動態鏈接器（ld.so）**來加載 .so 文件。

如果 .so 不在系統默認的路徑里（比如 /lib, /usr/lib），就需要你手動告訴它去哪里找。

python調用

test_calculator.py

import ctypes
import os# 加載動態庫
lib_path = os.path.abspath("libcalculator.so")
calculator = ctypes.CDLL(lib_path)# 設置參數和返回類型
calculator.add.argtypes = [ctypes.c_double, ctypes.c_double]
calculator.add.restype = ctypes.c_doublecalculator.subtract.argtypes = [ctypes.c_double, ctypes.c_double]
calculator.subtract.restype = ctypes.c_doublecalculator.multiply.argtypes = [ctypes.c_double, ctypes.c_double]
calculator.multiply.restype = ctypes.c_doublecalculator.divide.argtypes = [ctypes.c_double, ctypes.c_double]
calculator.divide.restype = ctypes.c_double# 測試調用
a = 10.0
b = 2.0print("加法:", calculator.add(a, b))
print("減法:", calculator.subtract(a, b))
print("乘法:", calculator.multiply(a, b))
print("除法:", calculator.divide(a, b))

測試調用

1. export LD_LIBRARY_PATH=CPP:$LD_LIBRARY_PATH
2. python3 test_calculator.py

Makefile生成動態庫

# Makefile for building libcalculator.so shared library# 編譯器
CXX = g++# 編譯選項
CXXFLAGS = -fPIC -Wall -Wextra -O2# 目標名稱
TARGET = libcalculator.so# 源碼文件
SRC = calculator.cpp# 頭文件
HEADER = calculator.h# 輸出路徑（當前目錄）
OBJ = $(SRC:.cpp=.o)# 默認目標
all: $(TARGET)# 生成共享庫
$(TARGET): $(OBJ)$(CXX) -shared -o $@ $^# 編譯cpp為.o文件
%.o: %.cpp $(HEADER)$(CXX) $(CXXFLAGS) -c $< -o $@# 清理生成的文件
clean:rm -f $(OBJ) $(TARGET).PHONY: all clean

運行make

Makefile一起生成動態庫和可執行程序

# 編譯器
CXX = g++# 編譯選項
CXXFLAGS = -fPIC -Wall -Wextra -O2# 生成共享庫的目標
LIB_NAME = libcalculator.so# 可執行文件名
EXEC = main# 源文件
LIB_SRC = calculator.cpp
MAIN_SRC = main.cpp# 對應的中間目標
LIB_OBJ = $(LIB_SRC:.cpp=.o)
MAIN_OBJ = $(MAIN_SRC:.cpp=.o)# 默認目標
all: $(LIB_NAME) $(EXEC)# 生成共享庫
$(LIB_NAME): $(LIB_OBJ)$(CXX) -shared -o $@ $^# 編譯 main，鏈接動態庫
$(EXEC): $(MAIN_OBJ) $(LIB_NAME)$(CXX) -o $@ $(MAIN_OBJ) -L. -lcalculator# 通用規則：.cpp -> .o
%.o: %.cpp$(CXX) $(CXXFLAGS) -c $< -o $@# 運行程序
run: allLD_LIBRARY_PATH=. ./$(EXEC)# 清理
clean:rm -f *.o $(LIB_NAME) $(EXEC).PHONY: all run clean

運行make

用CMakeLists管理

項目結構

CPP/

├── calculator.cpp

├── calculator.h

├── main.cpp

└── CMakeLists.txt

CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(CalculatorProject)# 設置 C++ 標準
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED True)# 輸出到 build 目錄下的 bin 和 lib 子目錄
set(CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/bin)
set(CMAKE_LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/lib)# 添加庫（生成 libcalculator.so）
add_library(calculator SHARED calculator.cpp)# 添加可執行文件
add_executable(main main.cpp)# 鏈接共享庫
target_link_libraries(main PRIVATE calculator)# 設置頭文件搜索路徑
target_include_directories(main PRIVATE ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})
target_include_directories(calculator PRIVATE ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})

使用方法

1. mkdir build && cd build
2. cmake …
3. cmake --build .

目錄結構

CPP/

├── calculator.cpp

├── calculator.h

├── main.cpp

├── CMakeLists.txt

└── build/

├── bin/│   └── main└── lib/└── libcalculator.so