按名称处理函数

Question

假设您创建了一个main() 来处理您向学生提出的练习。

每个学生都应该使用相同的 API 编写自己的函数。并且将创建一个文件，其中包含所有函数和 main 调用它们。

假设：int studentname(int a, int b) 是函数模式。

我处理它的一种方法是使用指向函数int (*func[MAX])() 的指针向量。但是你需要将向量一一实现func[0]=studentname;。

我想知道，有没有一种方法可以通过它的名字来调用一个函数？

类似：int student1(int a , int b)、student2() 等

在main 中，我们可以调用sscanf(funcname,"student%d",i); funcname();。

你还有什么想法吗？也许

int studentname(int a, int b, char *fname)
{
    strcpy(fname, "studentname");

任何创意都可以！ :)

谢谢！ 贝科

PS。我只尝试了一个函数向量，但 C 不允许我这样做！ :)

int func[2]()={{;},{;}};

这样我可以给每个学生一个数字，然后瞧……但没办法。不过这很有趣。

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已编辑：我正在使用 linux。

编辑2：谢谢！我接受了一个对我有帮助的答案，但我还在下面记录了一个完整的示例作为答案。

Answer 1

也许有点过于复杂，但自发的想法：

• 将所有学生源文件编译到一个共享库中，并导出学生函数。
• 然后枚举所有公开的函数，调用并测试它们。

作为替代方案：

• 编写一个小工具，使用预处理器定义编译所有“学生单元”，将预定义的函数名称替换为唯一名称（“func1”、“func2”等）。
• 然后让工具编写一个小单元，在执行测试等时调用所有这些函数。

还有一个想法：

• 使用 C++ 编写一个特殊的类模板，它将在对象工厂中注册派生类，并使用 extern "C" 嵌入学生的代码。不过，根据实现的不同，这可能看起来有点混乱和过于复杂。
• 然后使用工厂创建每个实例并运行代码。

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dlopen() 和 dlsym() 的方法示例（每个库只有一个函数还是全部 - 无关紧要）：

void *pluginlib = dlopen("student1.so", RTLD_NOW); // RTLD_NOW will load the file right away
if (!pluginlib)
    ; // failed to load
studentproc func = (studentproc)dlsym(pluginlib, "student1"); // this loads the function called "student1"
if (!func)
    ; // failed to resolve
func("hello world!"); // call the lib
dlclose(pluginlib); // unloads the dll (this will make all further calls invalid)

Answer 2

类似于@Jamey-Sharp 的提议：

• 要求每个学生提供.c文件，带有给定姓名/签名的输入功能
• 将每个.c 编译成一个共享库，以学生姓名命名，或指定任何唯一名称。使用make 或简单的脚本可以轻松地自动执行此步骤。
• 制作一个简单的主机应用程序，它枚举给定目录中的所有.so 文件，并使用dlopen() 和dlsym() 来访问入口点函数。
• 现在您可以简单地调用每个学生的实现。

顺便说一句，插件通常是这样实现的，不是吗？

编辑：这是一个有效的概念证明（以及一个证明，每个学生都可以使用相同名称的入口点函数）。

这里是student1.c：

#include <stdio.h>

void student_task()
{
    printf("Hello, I'm Student #1\n");    
}

这里是student2.c：

#include <stdio.h>

void student_task()
{
    printf("Hello, I'm Student #2\n");    
}

这是主程序，tester.c：

#include <stdio.h>
#include <dlfcn.h>

/* NOTE: Error handling intentionally skipped for brevity! 
 * It's not a production code!
 */

/* Type of the entry point function implemented by students */
typedef void (*entry_point_t)(void);

/* For each student we have to store... */
typedef struct student_lib_tag {
    /* .. pointer to the entry point function, */
    entry_point_t entry;
    /* and a library handle, so we can play nice and close it eventually */ 
    void* library_handle;
} student_solution_t;

void load(const char* lib_name, student_solution_t* solution)
{
    /* Again - all error handling skipped, I only want to show the idea! */

    /* Open the library. RTLD_LOCAL is quite important, it keeps the libs separated */
    solution->library_handle = dlopen(lib_name, RTLD_NOW | RTLD_LOCAL);

    /* Now we ask for 'student_task' function. Every student uses the same name.
     * strange void** is needed for C99, see dlsym() manual.
     */
    *(void**) (&solution->entry) = dlsym(solution->library_handle, "student_task");

    /* We have to keep the library open */
}

int main()
{
    /* Two entries hardcoded - you need some code here that would scan
     * the directory for .so files, allocate array dynamically and load 
     * them all.
     */
    student_solution_t solutions[2];

    /* Load both solutions */
    load("./student1.so", &solutions[0]);
    load("./student2.so", &solutions[1]);

    /* Now we can call them both, despite the same name of the entry point function! */
    (solutions[0].entry)();
    (solutions[1].entry)();

    /* Eventually it's safe to close the libs */
    dlclose(solutions[0].library_handle);
    dlclose(solutions[1].library_handle);
    return 0;
}

让我们全部编译：

czajnik@czajnik:~/test$ gcc -shared -fPIC student1.c -o student1.so -Wall
czajnik@czajnik:~/test$ gcc -shared -fPIC student2.c -o student2.so -Wall
czajnik@czajnik:~/test$ gcc tester.c -g -O0 -o tester -ldl  -Wall 

看看效果如何：

czajnik@czajnik:~/test$ ./tester 
Hello, I'm Student #1
Hello, I'm Student #2

Answer 3

我会采取不同的方法：

1. 要求每个学生使用相同的函数名，并将每个学生的代码放在单独的源文件中。
2. 再编写一个带有main 调用标准名称的源文件。
3. 通过将main.c 与student1.c 链接，然后将main.c 与student2.c 链接生成一个单独的可执行文件，依此类推。您或许可以在 makefile 或 shell 脚本中使用通配符来自动执行此操作。

也就是说，至少在类 Unix 操作系统上，您可以按您的要求做。

1. 调用dlopen(NULL) 以获取主程序中符号的句柄。
2. 将该句柄和您想要的函数名传递给dlsym。将生成的指针强制指向正确类型的函数指针，然后调用它。

Answer 4

这是一个丑陋的预处理器黑客：

#Makefile

FILE_NAME=student

${FILE_NAME}: main.c
        cc -Wall -DFILE_NAME=\"${FILE_NAME}.c\" -o $@ main.c -lm

老师的main.c：

#include <math.h>
#include <stdio.h>

#include FILE_NAME

char *my_name(void);
double my_sin(double val);

int main(void)
{
double dd;
dd = my_sin(3.1415923563);

printf("%s: %f\n", my_name(), dd);
return 0;
}

学生的 .c 文件：

#include <math.h>

char * my_name(void);
double my_sin(double val);

char * my_name(void)
{
return "Wildplasser-1.0";
}

double my_sin(double val)
{
return sin (val);
}

诀窍在于直接包含学生的 .c 文件。

为避免这种情况，您还可以使用不同的 make 行，例如：

 cc -Wall -o $@ ${FILE_NAME}.c main.c -lm

（当然要去掉丑陋的#include FILENAME）

Answer 5

谢谢大家。我已经接受了一个答案，它给了我解决问题的灵感。在这里，只是为了记录它，是我的完整解决方案：

文件 shamain.c

/* Uses shared library shalib.so
 * Compile with:
 *    gcc shamain.c -o shamain -ldl -Wall
 */


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <dlfcn.h>

int main(void)
{
  void *libstud;
  int (*student[2])(int, int);
  char fname[32];
  int i,r;

  libstud = dlopen("./shalib.so", RTLD_NOW);
  if (!libstud)
  {
    fprintf(stderr, "error: %s\n", dlerror());
    exit(EXIT_FAILURE);
  }
  dlerror();    /* Clear any existing error */

  for(i=0; i<2; i++)
  {
    sprintf(fname, "func%d", i);
    *(void **) (&student[i]) = dlsym(libstud, fname); /* c99 crap */
    //student[i] = (int (*)(int, int)) dlsym(libstud, fname); /* c89 format */
  }

  for(i=0; i<2; i++)
  {
    r=student[i](i, i);
    printf("i=%d,r=%d\n", i, r);
  }

  return 0;
}

文件 shalib.c

/* Shared library.
 * Compile with:
 *  gcc -shared -fPIC shalib.c -o shalib.so -Wall
 */

#include <stdio.h>

int func0(int one, int jadv)
{
  printf("%d = Smith\n", one);
  return 0;
}

int func1(int one, int jadv)
{
  printf("%d = John\n", one);
  return 0;
}

Answer 6

我已经有一段时间没有使用共享库了，但我感觉你可以从 DLL/shlib 中提取命名函数。您能否创建一个包含所有实现的 DLL/共享库，然后从主目录中按名称访问它们？

Answer 7

根据@william-morris 的建议，您可能有幸使用dlsym() 对函数进行动态查找。 （dlsym() 可能是也可能不是在您的特定平台上使用的库调用。）