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什么是库(library)

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什么叫程序库

所谓程序库,一般是软件作者为了发布方便、替换方便或二次开发目的,而发布的一组可以单独与应用程序进行compile time或runtime链接的二进制可重定位目标码文件。通俗一点说,所谓一个库,就是一个文件,这个文件可以在编译时由编译器直接链接到可执行程序中,也可以在运行时由操作系统的runtime enviroment根据需要动态加载到内存中。一组库,就形成了一个发布包,当然,具体发布多少个库,完全由库提供商自己决定。

什么是lib,什么是dll,什么是.a,什么是.so,什么是静态库,什么是动态库

所谓静态库,就是在静态编译时由编译器到指定目录寻找并且进行链接,一旦链接完成,最终的可执行程序中就包含了该库文件中的所有有用信息,包括代码段、数据段等。所谓动态库,就是在应用程序运行时,由操作系统根据应用程序的请求,动态到指定目录下寻找并装载入内存中,同时需要进行地址重定向。 win32平台下,静态库通常后缀为.lib,动态库为.dll linux平台下,静态库通常后缀为.a,动态库为.so 从本质上来说,由同一段程序编译出来的静态库和动态库,在功能上是没有区别的。不同之处仅仅在于其名字上,也就是“静态”和“动态”。 由上面的介绍不难看出,相对于动态库,静态库的优点在于直接被链接进可执行程序中,之后,该可执行程序就不再依赖于运行环境的设置了(当然仍然会依赖于 CPU指令集和操作系统支持的可执行文件格式等硬性限制)。而动态库的优点在于,用户甚至可以在程序运行时随时替换该动态库,这就构成了动态插件系统的基础。 具体使用静态库和动态库,由程序员根据需要自己决定。

补充说明

另外,需要说明的一点是,从底层实现上,动态库的效率可能会比静态库稍差一点点,注意,这里用了“可能”二字,具体差不差,还得看写程序的人。之所以可能会差,主要原因在于,程序总无法直接调用动态库中的函数符号,而只能通过调用操作系统的runtime enviroment接口来动态载入某个函数符号,同时获得该函数符号在内存中的地址,将其保存为函数指针进行调用,这就在函数调用时增加了一次间接寻址的过程。

还是那句话,希望大家都能深入opencv源码库中去,不要仅仅满足于会调几个API,这样很难对自己有提高的。深入进去读源码,看看人家是怎么组织软件架构的,怎么划分模块的。实际上,如果任何一个软件体系的层次模块划分足够清晰和灵活的话,移植性就不会成为很大的问题,无非就是字节对齐、部分算法利用特殊指令集进行优化之类的,这些改动应该仅限于局部调整,而不用全盘重写的。软件架构,很重要的一条就是open-close 原则,要清楚哪些是可变的哪些是不可变的。就像上面,将来会发生变化的算法,就可以考虑放到动态库中,以免将来程序统一全部升级。

另外,在移植软件的过程中,保持接口不变是有多重含义的,我们通常知道的是:

  1. 函数、变量名称不变
  2. 函数、变量语法属性不变(比如一个声明为C形式的函数,必须以C形式对其进行调用,否则由于重载特性会找不到函数名)
  3. 函数返回值类型不变
  4. 函数参数个数不变
  5. 函数参数类型不变

这里,常常被人们遗忘的,也是最重要的一点是:

保持函数语义不变

这是什么意思,对于一段程序,除了词法分析、语法推导之外,还有很重要的一条就是语义分析。简单来说,对于一个函数,必须保持移植前后,该函数的返回值含义不变、参数含义不变、函数内部行为的外部表现不变。忽视其中任意一条,都会造成上层应用程序的行为变为未定义,从而移植失败。

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