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Linux静态链接库与模板类的处理方式

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[运维安全 所属分类 运维安全 | 发布者 店小二03 | 时间 | 作者 红领巾 ] 0人收藏点击收藏

在阅读本文之前,小编先给大家介绍一篇相关文章:linux静态链接库使用类模板的快速排序算法

大家首先看下以上的文章对理解下面的知识点会有很大的帮助。

当模板遇到静态链接库会发生什么呢。

我们先按照常规思路去考虑一个静态链接库的步骤:

1.将某些功能提取出来,放进一个cpp文件,并将接口或者对外导出的类放在头文件中

2.gcc -c编译该文件,生成.o

3.ar命令将.o文件打包成.a,即静态链接库

4.编译main函数,并将该静态链接库链接,生成可执行文件。

OK,按照这个思路,我们将之前写的快速排序代码修改后,如下:

lib_test.h:

//lib_test.h
//head file of quick sort
//users should realise operator > and <
#ifndef LIB_TEST_H
#define LIB_TEST_H
template<class T>
class SORT
{
public:
static void myQsort(T a[], int p, int r);
static void myQsortNoRecur(T a[], int p, int r);
private:
static int partition(T a[], int p, int r);
static void exchange(T a[], int i, int j);
};
#endif

lib_test.cc:

//lib_test.cc
#include <iostream>
#include <stack>
#include"stdlib.h"
#include <time.h>
#include "lib_test.h"
using namespace std;
template<class T>
void SORT<T>::exchange(T a[], int i, int j)
{
T temp = a[i];
a[i] = a[j];
a[j] = temp;
return;
}
template<class T>
int SORT<T>::partition(T a[],int p,int r)
{
int i = p;
int j = p-1;
T ref = a;
int refId = p;
srand((unsigned)time(NULL));
refId = (rand() % (r-p+1))+ p;
//cout<<refId<<endl;
ref = a[refId];
for(; i<=r; i++)
{
if(a[i] < ref)
{
j++;
exchange(a, i, j);
if(j == refId)
{
refId = i;
}
}
}
exchange(a, j+1, refId);
return j+1;
}
template<class T>
void SORT<T>::myQsort(T a[],int p,int r)
{
int q = 0;
if(p<r)
{
q = partition(a, p, r);
myQsort(a, p, q-1);
myQsort(a, p+1, r);
}
return;
}
template<class T>
void SORT<T>::myQsortNoRecur(T a[], int p, int r)
{
int start = p;
int end = r;
int mid = 0;
std::stack<int> sortStk;
sortStk.push(p);
sortStk.push(r);
while(!sortStk.empty())
{
end = sortStk.top();
sortStk.pop();
start = sortStk.top();
sortStk.pop();
if(start < end)
{
mid = partition(a, start, end);
sortStk.push(start);
sortStk.push(mid -1);
sortStk.push(mid + 1);
sortStk.push(end);
}
}
}

OK,我们尝试编译.a静态链接库

Linux静态链接库与模板类的处理方式

 接下来,只需要将静态链接库编入main函数,就算完成了

Linux静态链接库与模板类的处理方式

出问题了,发现我们编译的静态链接库里面居然没有这个myQsortNoRecur函数,可是我明明在快速排序这个类SORT里面实现了这个函数啊。

用nm命令看下:

Linux静态链接库与模板类的处理方式

实实在在的,符号很少,确实没有我之前写的函数。这就奇怪了,今天下午在网上搜了很久,原来是模板类的原因导致的:

因为在编译动态链接库中,我们并没有指定template class的type,那么静态链接库中自然不知道按照什么type去编译该class中成员函数。

参考文献:在动态库和静态库中使用模板(dynamic libraries ,static libraries)

有没有解决办法呢?答案是肯定的,只要我们在静态链接库中申明一个type,并调用该指定type的函数,那么静态链接库中就有函数原型了。

我觉得可以把该过程称为接口的“实例化”过程........

现在把lib_test.cc修改如下:

//lib_test.cc
#include <iostream>
#include <stack>
#include"stdlib.h"
#include <time.h>
#include "lib_test.h"
using namespace std;
template<class T>
void SORT<T>::exchange(T a[], int i, int j)
{
T temp = a[i];
a[i] = a[j];
a[j] = temp;
return;
}
template<class T>
int SORT<T>::partition(T a[],int p,int r)
{
int i = p;
int j = p-1;
T ref = a;
int refId = p;
srand((unsigned)time(NULL));
refId = (rand() % (r-p+1))+ p;
//cout<<refId<<endl;
ref = a[refId];
for(; i<=r; i++)
{
if(a[i] < ref)
{
j++;
exchange(a, i, j);
if(j == refId)
{
refId = i;
}
}
}
exchange(a, j+1, refId);
return j+1;
}
template<class T>
void SORT<T>::myQsort(T a[],int p,int r)
{
int q = 0;
if(p<r)
{
q = partition(a, p, r);
myQsort(a, p, q-1);
myQsort(a, p+1, r);
}
return;
}
template<class T>
void SORT<T>::myQsortNoRecur(T a[], int p, int r)
{
int start = p;
int end = r;
int mid = 0;
std::stack<int> sortStk;
sortStk.push(p);
sortStk.push(r);
while(!sortStk.empty())
{
end = sortStk.top();
sortStk.pop();
start = sortStk.top();
sortStk.pop();
if(start < end)
{
mid = partition(a, start, end);
sortStk.push(start);
sortStk.push(mid -1);
sortStk.push(mid + 1);
sortStk.push(end);
}
}
}
namespace quick_sort_instance
{
void template_instance()
{
int a[]={1,2};
SORT<int>::myQsortNoRecur(a, 0, 1);
}
}

好,重复上面的编译过程:

Linux静态链接库与模板类的处理方式

这些编译和执行过程就能正常进行了。

 

但是这种所谓的“实例化”过程有一个明显的缺点,那就是,本身这个SORT类是一个模板类,可以排序任意类型的数据,

就本例子而言,只“实例化”了一种int类型的接口。因此当我想排序一个float类型的数组时,我就必须在.a文件里面再“实例化”一个float接口。

显然,假如我想把该具有sort功能的类,抽象成一个独立的模块,但是我并不知道该.a的用户想排序的数据类型是什么,那么将必须穷举所有的数据类型

这显然是不可能的。这一局限性不只时模板类,同样的,模板函数也是如此。

结论:最好不要在静态链接库中使用模板,同样的,动态链接库也一样。

想到这里,脑子里忽然蹦出来一个想法:C++的STL到底是动态链接韩式静态链接的呢?STL使用了大量的模板,按照这篇博客在讨论的内容,似乎是矛盾的。在网上找了半天

参考知乎的大神们是怎么解释的吧:

https://www.zhihu.com/question/46098144

以上就是本文的全部心得和内容,如果大家还有所疑问和建议,可以在下面的留言区讨论。

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