使用共享库进行变体处理是个好主意吗？

Question

我已经使用 C++ 抽象类定义了一个接口。我想为我的项目的不同变体多次实例化它（变体可以是硬件变体或操作系统变体）。我的目标是为每个变体创建共享库，并为给定项目使用正确的库，而无需重新编译任何东西。

我为了检索给定变体所需的实例，我正在使用公共函数。在每个变体的 cpp 文件中，我定义了一个函数来返回该变体的实例。在主代码中，我正在对此函数进行外部声明。我打算使用返回的对象调用接口的方法。

// Interface.hpp
class Interface {
    public:
        virtual void routine() = 0;
};

// variantA.cpp
class variantA : public Interface {
    public:
        void routine() {
            printf( "We are in variantA\n" );
        }
} variant;

Interface& getVariant() {
    return variant;
}

// variantB.cpp
class variantB : public Interface {
    public:
        void routine() {
            printf( "We are in variantB\n" );
        }
} variant;

Interface& getVariant() {
    return variant;
}

// main.cpp
#include "Interface.hpp"

extern Interface& getVariant();

int main() {
    Interface& interface = getVariant();
    interface.routine();
}

// build.sh
g++ -c -fPIC -O0 variantA.cpp
g++ -c -fPIC -O0 variantB.cpp
g++ variantA.o -shared -o libvariantA.so
g++ variantB.o -shared -o libvariantB.so

ln -s libvariantA.so libvariant.so

g++ -L. -lvariant main.cpp -o main

主要问题：我的方法在理论上是否正确？这样做是个好主意吗？或者，这种方法有什么明显的缺陷吗？如果是这样，谁能给我推荐一个更好的方法？

第二个问题：我可能通过一些试验自己弄清楚。但我仍然发布此内容，因为这可能会使该方法无法使用。问题是编译错误：

In function `main':
main.cpp:(.text+0x9): undefined reference to `getVariant()'
collect2: error: ld returned 1 exit status

Answer 1

不。这似乎是一个坏主意，而不是其他人如何使用 C++ 共享库。如果它们是不同的硬件或操作系统变体，则库可能必须是不同的格式。为每个变体编译一个具有相同 API 的库是常规方法。

Answer 2

首先不要在使用前声明，它属于接口头，这正是头的好处。

问题

但我担心我们在这里得到了XY problem：

我想为我的不同变体多次实例化它 项目（变体可以是硬件变体或操作系统变体）。我的目标是 为每个变体创建共享库并将正确的用于 一个给定的项目，而无需重新编译任何东西。

这是不可能的：看到您通常不能为硬件或操作系统变体 a 编译 libvarianta，而为硬件或操作系统变体 b 编译 libvariantb 并在一个同时链接到 a 和 b 的程序中一起使用它们。

问题在于，您通常每次都必须重新编译是有原因的：不同的硬件和不同的操作系统通常需要不同的机器代码。甚至您所做的printf 调用也会为不同的编译器或操作系统转换为不同的机器代码。这就是 C++ 标准和参考对运行时和实现的意义所在。

此外，您通常甚至无法调用该函数，因为在使用共享链接时，您遇到了ABI（不是 API）的问题，这也意味着即使对于相同架构的相同 Microsoft 编译器版本，您也必须编译一次用于调试，一次用于发布版本 (unless further precaution are followed)。

大多数库甚至使用预处理器在不同平台上编译不同的高级代码。

解决方案

因此，您仍然必须为您的库和库的使用者编译所有需要的不同版本，这需要复杂的逻辑才能知道要加载哪个二进制文件。换句话说：你必须找到一个共享库二进制文件，如果你只是简单地将它们编译在一起，你就会得到它。因此，简单地静态链接它并使用一个 API 会更容易，不需要抽象类或接口，至少在运行时方面是这样。您可能需要在编译时做不同的事情，因为您可能没有可移植的方式来做事情。然后您可以使用预处理器宏或compile time polymorphism。这符合 John3136 给您的建议。

回答

所以否，共享链接不会解决问题，即，据我了解您的问题，实现您的尝试。它只会产生更复杂的问题。共享链接不是可移植的，甚至不是纯标准 C++ 的东西。然而，不同的操作系统如何尝试实现 ABI 稳定性有一些技巧（如 Windows 上的 COM 对象），但如果您的代码需要针对不同的硬件或运行时，这仍然无法解决问题。