Linux下构建自己的C++共享库并配合pkg-config生成链接选项

本文将以C++链表的新建、打印操作为例构建自己的共享库，并在实际调试代码时尝试使用。我们在做数据结构题时经常需要将链表打印出来看一下结果，但是并没有一种库函数可以让我们直接调用来打印自己的基于ListNode的链表（LeetCode的题目通常是这样的链表）。因此本文将以此为例，介绍怎样构建自己的动态链接库，并通过pkg-config生成对应的链接选项。

我们的链表库的源代码linkedList.cpp是这样的，仅有两个函数新建、打印做例子。其源文件和头文件如下：

// linkedList.cpp
#include 
#include 

using namespace std;

struct ListNode{
    int val;
    ListNode* next;
    ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
};


ListNode* createList(const vector vec){
    ListNode* head = new ListNode(0);
    ListNode* prev = head;
    for (int i : vec){
        ListNode* next = new ListNode(i);
        head->next = next;
        head = next;
    }
    return prev->next;
}

void printList(ListNode* head){
    ListNode* p = head;
    while(p){
        cout << p->val << " -> ";
        p = p->next;
    }
    cout << "nullptr" << endl;
}


// dsutils.h
#include 
#include 
using namespace std;

struct ListNode;
ListNode* createList(const vector vec);
void printList(ListNode* head);

我们先来编译链接生成共享库：

g++ -shared -fpic linkedList.cpp -o libmlist.so

由于我们的共享库要在运行时动态链接，因此需要将它放到特定的目录下，并将该目录添加到环境变量LD_LIBRARY_PATH，否则会在运行时报找不到库的错误。（关于动态链接与加载，可参考：Linux下的ELF文件、链接、加载与库（含大量图文解析及例程））

mkdir /home/song/mlib 
cp libmlist.so /home/song/mlib
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/song/mlib

头文件dsutils.h也放在一个目录下：

mkdir /home/song/minclude
cp dsutils /home/song/minclude

现在我们创建一个测试代码test.cpp，

// test.cpp
#include 
#include 

#include "dsutils.h"

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[]){
        vector vec = {1, 2, 3, 4, 5};
        ListNode* head = createList(vec);
        printList(head);

        return 0;
}

其实我们现在就可以用了，只是需要比较复杂的链接选项。我们要这样编译（其选项具体含义可参考：gcc参数 -i, -L, -l, -include）：

g++ test.cpp -I/home/song/minclude -L/home/song/mlib -lmlist -o test

就可以正常生成可执行文件了，其运行输出为：

$ ./test
1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> nullptr

但问题时，总不能每次都打这么一长串编译选项，现在只有一个库文件还好，如果大项目中库文件项目多了，就记不住了。这时我们就需要pkg-config工具来帮助我们生成链接选项。

如果还没有安装过pkg-config工具的读者可以：

下载、解压、安装、验证一气呵成：

# 下载
wget https://pkg-config.freedesktop.org/releases/pkg-config-0.29.2.tar.gz
# 解压
tar -zxvf pkg-config-0.29.2.tar.gz 
# 安装
cd pkg-config-0.29.2/
./configure 
make
make check
sudo make install
# 验证
pkg-config --version
# 输出：0.29.2 安装成功

安装完成后，我们需要配置pc文件，来告诉pkg-config如何帮我们生成链接选项，即我们有dsutils.pc：

lib_dir=/home/song/mlib
include_dir=/home/song/minclude

Name: dsutils
Description: My utils of data structure.
Version: 0.1
Cflags: -I${include_dir}
Libs: -L${lib_dir} -lmlist

将配置好的dsutils.pc放到pkg-config的目录/usr/local/lib/pkgconfig/下：

这时，可以在命令行中测试一下：

pkg-config dsutils --libs --cflags

一切正常的话会输出：

-I/home/song/minclude -L/home/song/mlib -lmlist

读者可能已经发现了，这就是上面那一串长长的编译链接选项。这样做的另一个好处是，如果我们有更多的dsutils，如libmbtree.so，可以直接在dsutils.pc中添加，来增加链接选项，而不用去记那么多的库。

测试只要将上面的选项在编译时添加上即可：

g++ test.cpp -o test `pkg-config dsutils --libs --cflags`

如果一切正常则会产生一个可执行文件test，运行它，我们将得到输出：

1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> nullptr

如果过程中有报错，请先参考Linux下编译、链接、加载运行C++ OpenCV的两种方式及常见问题的解决。如问题还不能解决，欢迎留言讨论。