如何（可移植地）使用 C++ 类层次结构和动态链接库

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何（可移植地）使用 C++ 类层次结构和动态链接库

【英文标题】：How to work (portably) with C++ class hierarchies & dynamic linked libraries

【发布时间】：2009-10-14 07:37:50

【问题描述】：

好的，所以我知道可移植性不是 C++ 的强项，但我必须让我的代码在 Mac 和 Windows 上运行。我想出了一个解决方案，但并不完美，我很想看看是否有人可以提出更好的解决方案。

我需要在几个 DLLs/bundle 中建立一个类层次结构——例如，我有一个抽象基类 BaseClass；我扫描一个给定的 DLL 目录，对于每个 DLL，我寻找工厂方法 BaseClass* CreateObject(); - 它返回一个“BaseClass”。我有一个“共享头文件”，它包含在“主可执行文件”和 DLL 中，它像这样声明 BaseClass

#ifdef _MAC
 #define DECLSPEC 
#else
 #ifdef COMPILING_DLL
 #define DECLSPEC __declspec(dllexport)
 #else
 #define DECLSPEC __declspec(dllimport)
 #endif
#endif

class DECLSPEC BaseClass
  [.. base "interface" declaration .. ]

然后，在我的 DLL 中，我通常会包含 BaseClass 声明，并声明我自己的“具体”类：

class MyDllClass:public BaseClass
[.. actual DLL class definition/implementation here goes here ...]

到目前为止，一切都很好。现在出于某种原因，我需要在我的主要可执行文件中区分两种不同类型的 BaseObject——比如我有一个 DescriptionClass 和一个 ActionClass，它们都是 BaseClass，但接口略有不同。我的第一个实现是简单地修改“共享标头”并添加：

class DECLSPEC DescriptionClass
  [.. base "Description interface" declaration .. ]


class DECLSPEC ActionClass
  [.. base "Action interface" declaration .. ]

那么我的 DLL 会变成：

class MyDllClass:public ActionClass /* or DescriptionClass, depending on case*/ 
[.. actual DLL class definition/implementation here goes here ...]

在我的主要可执行文件中，我会这样使用它：

BaseClass* obj = CreateObjectFromDLL("path_to_dll");
ActionClass* action_obj = dynamic_cast<ActionClass*>(obj);
if(action_obj)
   // Do the stuff that is relevant for Action objects

DescriptionClass* description_obj = dynamic_cast<ActionClass*>(obj);
if(description_obj)
   // Do the stuff that is relevant for Description objects

这就是问题所在：虽然它可以在带有 Visual Studio 的 Windows 上工作（可能是由于 MS declspec 扩展），但它在 Mac 上却失败了（现在不确定它是否在 Debug 上失败，但我确信它在发布时失败了) 使用 GCC 编译时。原因很简单，即使不是很明显：可执行文件和动态库是分开编译的。尽管它们都包含 BaseClass、ActionClass、DescriptionClass 的声明——这些类并不相同，它们只是二进制文件和 DLL 中存在的“相同副本”。所以实际上，我在 DLL 中创建的是一个 dll'BaseClass* ，它恰好与 main'Baseclass* 具有相同的内存布局，所以指针是兼容的，所以当我将指针从 DLL 传递给 EXE 时，它所有作品“按预期”。 OTOH，当我转到更复杂的类层次结构时，dll'ActionClass 和 main'ActionClass 的 vtables/RTTI 不再相同（尽管在源代码中它们是相同的），所以当我尝试转换（通过 dynamic_cast）一个 main 'BaseClass* to a main'ActionClass* 我得到一个空结果 -> 因为我的指针实际上指向一个 dll'BaseClass 对象/dll'ActionClass 对象，并且在 DLL 中我可以毫无问题地将“BaseClass*”转换为“ActionClass*” - 在主可执行文件中，我无法将 dll 的“BaseClass*”转换为“ActionClass*”，因为 DLL 和 Action Class 的“主可执行文件”版本之间存在细微的运行时差异。

我已经通过在 BaseClass 中声明一个虚拟方法（类似于 "bool isActionClass()" ）来“修复”这个问题，所以现在我可以区分......但我对这个解决方案不太满意。

GCC 有什么东西吗？一些类似于“__declspec”的声明——一种保证在“主可执行文件”和“dll”中声明的同一个类将 100% 兼容的方法？

【参考方案1】：

我实际上找到了我的问题的答案，因为我需要完全制定它，并且我做了更好的谷歌搜索:) 好像是

__attribute__((dllimport)) // import
__attribute__((dllexport)) // export

会尝试，我想我也会把问题留在这里，以防其他人偶然发现这个问题（并作为警告人们，包含在“主二进制文件”和 DLL 中的相同头文件通常会导致不同实际实现，取决于编译器选项 - 除非您在类上放置了正确的 dllimport/export 属性）。

【参考方案2】：

只有在启用 RTTI 时才有效。您可能会在 MSVC++ 中自动启用它，但 gcc 需要特定的链接开关。详情请查看GCC FAQ。

【讨论】：

是的，但是已经启用了，我忘了说；但我确实说过动态转换在共享库中工作:)

好吧，我错过了。在这种情况下，您需要查找类似 dllexport 的定义，正如您已经提到的那样