1. 鏈接器

鏈接器把多個二進制的目標文件（object file）鏈接成一個單獨的可執行文件。

在鏈接過程中，它必須把符號（變量名、函數名等一些列標識符）用對應的數據的內存地址（變量地址、函數地址等）替代，以完成程序中多個模塊的外部引用。

而且，鏈接器也必須將程序中所用到的所有 C/C++ 標準庫函數加入其中。對于鏈接器而言，鏈接庫不過是一個具有許多目標文件的集合，它們在一個文件中以方便處理。

當把程序鏈接到一個鏈接庫時，只會鏈接程序所用到的函數的目標文件。在已編譯的目標文件之外，如果創建自己的鏈接庫，可以使用 ar 命令。

標準庫的大部分函數通常放在文件 libc.a 中（文件名后綴 .a 代表“achieve”，譯為“歸檔”），或者放在用于共享的動態鏈接文件 libc.so 中（文件名后綴 .so 代表 share object，譯為“共享對象”）。這些鏈接庫一般位于 /lib/ 或 /usr/lib/，或者位于 GCC 默認搜索的其他目錄。

2. 鏈接標準庫

當使用 GCC 編譯和鏈接程序時，GCC 默認會鏈接 libc.a 或者 libc.so，但是對于其他的庫（例如非標準庫、第三方庫等），就需要手動添加。

標準頭文件 <math.h> 對應的數學庫默認也不會被鏈接，如果沒有手動將它添加進來，就會發生函數未定義錯誤。

//main.c
#include <stdio.h>      /* printf */
#include <math.h>       /* cos */
#define PI 3.14159265
int main ()
{double param, result;param = 60.0;result = cos ( param * PI / 180.0 );printf ("The cosine of %f degrees is %f.\n", param, result );return 0;
}

直接編譯結果：

wohu@ubuntu:~/cpp/src$ gcc test.c 
/tmp/ccZYpLhR.o: In function `main':
test.c:(.text+0x33): undefined reference to `cos'
collect2: error: ld returned 1 exit status
wohu@ubuntu:~/cpp/src$ 

顯然，GCC 編譯器無法找到 cos() 這個函數。GCC 的 -l 選項（小寫的 L）可以讓我們手動添加鏈接庫。為了編譯這個 main.c，必須使用 -l 選項，以鏈接數學庫：

wohu@ubuntu:~/cpp/src$ gcc test.c  -lm
wohu@ubuntu:~/cpp/src$ ls
a.out  test.c
wohu@ubuntu:~/cpp/src$ ./a.out 
The cosine of 60.000000 degrees is 0.500000.
wohu@ubuntu:~/cpp/src$ 

數學庫的文件名是 libm.a。前綴 lib 和后綴 .a 是標準的，m 是基本名稱，GCC 會在 -l 選項后緊跟著的基本名稱的基礎上自動添加這些前綴、后綴，本例中，基本名稱為 m。

在支持動態鏈接的系統上，GCC 自動使用在 Darwin 上的共享鏈接庫 libm.so 或 libm.dylib。

3. 鏈接其它目錄庫

通常，GCC 會自動在標準庫目錄中搜索文件，例如 /usr/lib，如果想鏈接其它目錄中的庫，就得特別指明。有三種方式可以鏈接在 GCC 搜索路徑以外的鏈接庫。

1. 把鏈接庫作為一般的目標文件，為 GCC 指定該鏈接庫的完整路徑與文件名

例如，如果鏈接庫名為 libm.a，并且位于 /usr/lib 目錄，那么下面的命令會讓 GCC 編譯 main.c，然后將 libm.a 鏈接到 main.o：

wohu@ubuntu:~/cpp/src$ gcc main.c -o main.out /usr/lib/libm.a

2. 使用 -L選項，為 GCC 增加另一個搜索鏈接庫的目錄

wohu@ubuntu:~/cpp/src$ gcc main.c -o main.out -L/usr/lib -lm

可以使用多個 -L 選項，或者在一個 -L 選項內使用冒號分割的路徑列表。

3. 把包括所需鏈接庫的目錄加到環境變量 LD_LIBRARY_PATH 中

總結

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