在虚拟函数周围使用#ifdef预处理器会导致与库链接的程序出现运行时错误[关闭]

Posted 2023-02-23

【中文标题】在虚拟函数周围使用#ifdef预处理器会导致与库链接的程序出现运行时错误[关闭]

【英文标题】：Using #ifdef preprocessor around virtual functions causes runtime error in program linked against libraries [closed]

【发布时间】：2021-02-12 00:33:54

【问题描述】：

我试图在虚拟函数周围使用#ifdef 预处理器。代码的简化版本如下所示：

class Base

#ifdef ENABLE_FLAG
    virtual void function1();
#endif //ENABLE_FLAG

    virtual void function2();
    virtual void function3();
;

class Child : public Base

#ifdef  ENABLE_FLAG
    void function1() override;
#endif //ENABLE_FLAG

    void function2() override;
    void function3() override;
;

代码编译良好。但是，当我的应用程序调用 Child::function3() 时，实际上由于某种原因最终调用了 Child::function2()。我认为预处理器以某种方式弄乱了虚拟表。

我在 Visual Studio 2017 中运行调试模式。我很好奇这个运行时问题的原因是什么。这是依赖于编译器的行为吗？

要注意的另一件有趣的事情是，如果我确保定义了 ENABLE_FLAG 并删除 Child 类中的 #ifdef 子句并将其保留在 Base 类中，编译器实际上会引发编译错误。它在这里有什么不同？

更新：这个类在主程序和库中都使用。

【问题讨论】：

如果您链接的对象（或库）并非全部使用相同的 ENABLE_FLAG 设置（已定义或未定义）编译，则会发生这种情况。

如果它在一个头文件中，有时包含在定义的ENABLE_FLAG 中，有时没有，这违反了单一定义规则（标题版本）。

显然它并不一致，无论出于何种原因。

@JohnYang 如果您更改是否定义了 ENABLE_FLAG，CMake 会重建一切吗？如果没有，那就去吧。

你应该确保你的标志是可见的。一种方法是使用 use a pragma 生成警告或错误，以便您可以确认它按预期工作（编译文件并使用预期值）。很多事情都可能出错，因为符号可以在许多位置定义并且可能可见或不可见。

【参考方案1】：

虚拟函数列在每个类的表中 - virtual function table 或 vtable - 类的每个实例都包含一个指向该表的指针，该表本身包含指向该类的每个虚拟函数的指针，按照它们在类声明中列出的顺序 (*)。 （如果你想看的话，有很多描述虚拟表的教程文章和视频。）

因此，如果您在启用#ifdef 的情况下编译程序的部分，而在启用#ifdef 的情况下编译程序的另一部分 不启用 - 不同部分会看到不同数量的虚拟功能，并且 vtables 将不同。这不应该发生，并导致您看到的问题。

所以不要那样做。你违反了一个非常严格的 C++ 规则，称为 ODR 或 "One Definition Rule"。如果你这样做，一切都悬而未决 - 即，任何事情都可能出错。

（关于 ODR 的奇怪之处：对于如此严格的关键规则，编译器（即整个编译系统）不需要以任何方式告诉您您违反了它。所以，真的，不要。

顺便说一句，所有库和主程序必须看到相同的类声明！上面关于 ODR 的那些东西？ C++ 标准不知道“库”——静态、动态或其他。对于它，只有程序和编译单元。 （这些“库”的东西只是编译系统为我们提供的一种便利。）所以所有的规则都适用于整个程序——而 ODR 是最常咬你的那个！ （正如你刚刚发现的......）

(*) 初步近似，不包括多重继承...

【讨论】：

这回答了我相信的第二个问题。对于我的第一个问题，我在 CMake 文件中编译开始时加载的宏中定义了 ENABLE_FLAG。这仍然会导致问题吗？ ENABLE_FLAG 应该在整个应用程序中保持一致。

@JohnYang - 显然它并不一致。您可能应该在您的构建系统中检查它。您是否将其构建到库和链接到库的程序中，并使用不同的标志设置？如果您进行干净的构建，它仍然会发生吗？

是的，我正在将它构建为一个由另一个主应用程序链接的库。那么您是否建议我必须使用相同的 ENABLE_FLAG 设置来设置我的主应用程序？进行更改时，我总是进行干净的构建。

@JohnYang - 绝对是的 - 库和主程序必须看到相同的类声明！我对 ODR 的回答中的那些东西？ C++ 标准不知道“库”——静态、动态或其他。对于它，只有程序和编译单元。 （这些“库”的东西只是编译系统为我们提供的一种便利。）所以所有的规则都适用于整个程序——而 ODR 是最常咬你的那个！正如你刚刚发现的那样......