在同一个项目中混合C++风格

Mixing C++ flavours in the same project

本文关键字：C++ 风格 混合 同一个 项目      更新时间：2023-10-16

在同一项目中混合使用C++98和C++11安全吗？我所说的"混合"不仅指链接对象文件，还指用C++98和C++11编译的源代码中包含的常见头文件。

这个问题的背景是希望将大型代码库的至少一部分转换为C++11。部分代码使用C++CUDA，编译后可在GPU或CPU上执行，而相应的编译器此时不支持C++11。然而，大部分代码仅用于CPU，并且可以使用C++风格进行编译。一些头文件包含在CPU+GPU和仅限CPU的源文件中。

如果我们现在用C++11编译器编译仅CPU的源文件，我们能确信不会产生不良副作用吗？

在实践中，也许。

C++11和C++03的标准库在std命名空间对象的布局上存在分歧是相对常见的。例如，sizeof(std::vector<int>)在MSVC领域的各种编译器版本中发生了显著变化。（随着他们的优化，它变得更小了）

其他示例可以是编译器围栏两侧的不同堆。

因此，您必须小心地在两个源树之间设置"防火墙"。

现在，一些编译器试图最大限度地减少这种二进制兼容性的变化，甚至以违反标准为代价。我相信没有大小计数器的std::list可能就是一个例子（这违反了C++11，但我记得至少有一家供应商提供了不符合标准的std::list来保持二进制兼容性——我不记得是哪一个了）。

对于这两个编译器（C++03和C++11中的编译器是不同的编译器），您将获得一些ABI保证。ABI可能会同意该语言的很大一部分，在这一部分上你相对安全。

为了合理安全，您需要将其他编译器版本文件视为不链接到同一C++标准库的第三方DLL（延迟加载库）。这意味着从一个传递到另一个的任何资源都必须用销毁代码打包（即，返回到要销毁的DLL）。您要么必须调查这两个标准库的ABI，要么避免在公共头文件中使用它，这样您就可以在DLL之间传递智能指针之类的东西。

一种更安全的方法是将自己简化为具有其他代码库的C风格接口，并且只在两个代码库之间传递句柄（不透明类型）。为了使这一点合理化，可以创建一些仅头文件的mojo，将C风格的接口封装在漂亮的C++代码中，只是不要在代码库之间传递这些C++对象。

所有这些都是痛苦的。

例如，假设您有一个std::string get_some_string(HANDLE)函数，并且您不信任ABI的稳定性。

所以你有三层。

namespace internal {
  // NOT exported from DLL
  std::string get_some_string(HANDLE) { /* implementation in DLL */ }
}
namespace marshal {
  // exported from DLL
  // visible in external headers, not intended to be called directly
  void get_some_string(HANDLE h, void* pdata, void(*callback)( void*, char const* data, std::size_t length ) ) {
    // implementation in DLL
    auto r = ::internal::get_some_string(h);
    callback( pdata, r.data(), r.size() );
  }
}
namespace interface {
  // exists in only public header file, not within DLL
  inline std::string get_some_string(HANDLE h) {
    std::string r;
    ::marshal::get_some_string(h, &r,
      [](void* pr, const char* str, std::size_t length){
        std::string& r = *static_cast<std::string*>(pr);
        r.append( str, length );
      }
    );
    return r;
  }
}

因此，DLL外部的代码执行auto s = ::interface::get_some_string(handle);，它看起来像一个C++接口。

DLL中的代码实现了std::string ::internal::get_some_string(HANDLE);。

marshal的get_some_string在两者之间提供了一个C风格的接口，与依赖std::string的布局和实现在DLL和使用DLL的代码之间保持稳定相比，它提供了更好的二进制兼容性。

interface的std::string完全存在于非DLL代码中。internal std::string完全存在于DLL代码中。封送代码将数据从一侧移动到另一侧。

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