Что такое статические библиотеки и как они используются в C/C++?

Статическая библиотека — это набор скомпилированных объектных файлов (.o в Linux, .obj в Windows), упакованных в единый архивный файл (.a в Linux, .lib в Windows). При сборке исполняемого файла код из статической библиотеки полностью копируется в него.

Основные характеристики:

• Размер исполняемого файла: Увеличивается, так как код библиотеки встраивается.
• Зависимости: Исполняемый файл не зависит от наличия статической библиотеки во время выполнения. Он самодостаточен.
• Обновление: Требует перекомпиляции исполняемого файла при изменении библиотеки.
• Совместное использование: Код библиотеки дублируется в каждом исполняемом файле, который ее использует, что может увеличивать общий объем дискового пространства.

Использование:

1. Создание библиотеки: Объектные файлы архивируются утилитой ar (Linux) или lib (Windows).

   # Пример для Linux:
   # Компиляция исходных файлов в объектные:
   gcc -c file1.c -o file1.o
   gcc -c file2.c -o file2.o
   
   # Создание статической библиотеки libmylib.a из объектных файлов:
   ar rcs libmylib.a file1.o file2.o
   

2. Компоновка с библиотекой: При сборке исполняемого файла компоновщику указывается путь к статической библиотеке.

   # Пример для Linux:
   # Компиляция исходного файла main.c и компоновка с libmylib.a:
   gcc main.c -L/path/to/library/ -lmylib -o myprogram
   // -L указывает путь к каталогу с библиотекой
   // -l указывает имя библиотеки (без "lib" и расширения)
   

Преимущества:

• Не требует установки или распространения библиотеки отдельно от исполняемого файла.
• Отсутствие проблем с версиями библиотек (DLL/shared library hell), так как код библиотеки включен в исполняемый файл.

Недостатки:

• Увеличение размера исполняемого файла.
• Невозможность обновления функционала библиотеки без перекомпиляции всех использующих ее исполняемых файлов.
• Дублирование кода библиотеки в памяти, если запущено несколько программ, использующих одну и ту же статическую библиотеку.