在动态链接库 (DLL) 中封装静态库

Question

我正在努力增加对基本库链接、依赖项等的理解。我创建了一个包含三个项目的 Visual Studio 解决方案

1. 静态 lib 使用 /MTd 和单个类 (Foo)，一种方法 int GetNum() { return 5; }

2. 使用 /MDd 与单个类 (Bar) 共享 dll，一种方法 int GetNum() { Foo f; return f.GetNum(); }

3. Win32 控制台应用程序。那叫Bar b; std::cout << b.GetNum() << std::endl

当我尝试构建它时，它抱怨找不到我的 dll 的关联库。做了一些研究，发现我需要将__declspec(dllexport) 添加到我的GetNum() 方法中，我会得到一个.lib。很酷。

接下来是控制台应用程序说它找不到Foo 的静态库。我将它添加到我的参考文献中，一切都构建并运行良好。

我的问题是 - 为什么我的 exe 需要了解有关 Foo 的任何信息？我想有效地将​​我所有的依赖项“烘焙”到 dll 中，这样我就可以分享它，链接到它，然后一切顺利。

这不是语言的工作方式还是我缺少的设置/模式？我的最终目标是能够构建一个 dll 来封装第三方 .lib 的使用，而不需要客户端应用程序担心添加对所有这些的引用。

更新

这是大部分代码。

    // ---------------------- Lib (e.g. Foo)
    #pragma once
    class MathLib
    {
    public:
        MathLib(void);
        ~MathLib(void);
        int GetNum() { return 83; }
    };

    // ---------------------- DLL (e.g. Bar)
    #pragma once

    #ifdef CONSOLETEST_EXPORT
        #define CONSOLETEST_API __declspec(dllexport)
    #else
        #define CONSOLETEST_API __declspec(dllimport)
    #endif

    #include "MathLib.h"

    class MathDll
    {
    public:
        __declspec(dllexport) MathDll(void);
        __declspec(dllexport) ~MathDll(void);
        __declspec(dllexport) int GetNumFromDyn() 
        {
            MathLib m;
            return m.GetNum();
        }

    };


    // ---------------------- exe
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
        MathDll m;
        std::cout << "num is " << m.GetNumFromDyn() << std::endl;
        return 0;
    }

Answer 1

对于 C/C++，在标头（例如h、hpp、hxx、h++ 等）和中正确构建代码非常重要翻译单元（通常称为来源，例如c、cpp、cxx、c++等）。当你设计一个库时，你应该不断思考什么属于它的接口（即应该被消费者看到）和什么属于它的实现 em>（即不应该被消费者看到）。

记住经验法则 - 任何标题中出现的所有符号都会被消费者看到（如果包含），因此消费者需要将在稍后的某个时间点在链接阶段解决！

这基本上就是在您的玩具示例中发生在您身上的事情。因此，让我们使用一个简单的规则来解决它，您应该牢记这一点：尽可能多地放入翻译单元，即尽量减少标题。现在让我们用你的例子来展示它是如何工作的：

MathLib.hpp:

#pragma once

class MathLib {
public:
  MathLib();
  ~MathLib();
  int GetNum();
};

MathLib.cpp:

#include "MathLib.hpp"

MathLib::MathLib() {}

MathLib::~MathLib() {}

int MathLib::GetNum() { return 83; }

现在将MathLib.cpp 构建为静态库。

MathDll.hpp:

#pragma once

#ifdef CONSOLETEST_EXPORT
#  define CONSOLETEST_API __declspec(dllexport)
#else
#  define CONSOLETEST_API __declspec(dllimport)
#endif

class CONSOLETEST_API MathDll {
public:
  MathDll();
  ~MathDll();
  int GetNumFromDyn();
};

MathDll.cpp:

#include "MathDll.hpp"
#include "MathLib.hpp"

MathDll::MathDll() {}

MathDll::~MathDll() {}

int MathDll::GetNumFromDyn() { 
  MathLib m;
  return m.GetNum();
}

现在将 MathDll.cpp 构建为动态链接库 (DLL)，不要忘记在构建过程中添加定义 CONSOLETEST_EXPORT，以便 CONSOLETEST_API 是 __declspec(dllexport)，因此，import library（即MathDll 类及其方法）。在 MSVC 上，您可以通过将 /DCONSOLETEST_API 添加到编译器的调用来实现此目的。最后，在构建这个 DLL 时，一定要将它与之前构建的静态库 MathLib.lib 链接起来。

注意：最好像我在上面使用class CONSOLETEST_API MathDll 所做的那样导出整个类，而不是单独导出所有方法。

main.cpp:

#include "MathDll.hpp"

#include <iostream>

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {
  MathDll m;
  std::cout << "num is " << m.GetNumFromDyn() << std::endl;
  return 0;
}

现在将main.cpp 构建为控制台应用程序，并仅将其与先前为DLL 构建的导入库MathDll.lib 链接。

注意问题是如何消失的，因为我已经摆脱了从 main.cpp 到 MathLib（通过 MathDll.hpp）的传递依赖，因为现在 #include "MathLib.hpp" 包含在翻译单元 MathDll.cpp 中完成（因为它实际上只需要根据上述规则在那里），因此内置在二进制工件（在这种情况下为 DLL）中并且不存在于其接口中。

了解所有这些对于使用 C/C++ 进行适当的本机软件开发非常重要，所以提前问这个问题真的很好。我经常遇到不知道/不理解这一点的人，什么会导致他们（业余爱好者）和我们完全做噩梦，当我们不得不处理他们编写的那些糟糕的软件时......

Answer 2

考虑 MathLib 是 MathDll 类的一部分的情况。

//MathDll.h
#include "MathLib.h"
class MathDll
{
private:
   MathLib m;

public:
    __declspec(dllexport) MathDll(void);
    __declspec(dllexport) ~MathDll(void);
    __declspec(dllexport) int GetNumFromDyn() 
    {
        return m.GetNum();
    }

};

您现在必须将 MathLib.h 包含到您的 MathDll.h 中，它也会传播到控制台应用程序。

你可以避免这种情况......

通过使用PIMPL idiom 将所有内容封装到DLL 中。 在标头中提供类 MathLib 的前向声明，其余的实现隐藏在 Dll 中。也可以考虑导出整个类。

//------------MathDll.h
// we do not include "MathLib.h" here. include it in the MathDll.cpp only
class MathLib;

class __declspec(dllexport) MathDll
{
private:
   MathLib* m;

public:
    MathDll(void);
    ~MathDll(void);
    int GetNumFromDyn();
};

//--------------MathDll.cpp
#include "MathLib.h"
#include "MathDll.h"

MathDll::MathDll(void)
{
     m = new MathLib();
}   

MathDll::~MathDll(void)
{
     delete m;
}   

int MathDll::GetNumFromDyn()
{
     return m->GetNum();
}