如何在我的 dll 接口或 ABI 中使用标准库 (STL) 类？

Question

之前有一些关于导出包含与 Visual Studio 警告 C4251 相关的 stl 类的类的问题：这个问题或者这个问题。 我已经阅读了 UnknownRoad 上的精彩解释。

盲目禁用警告似乎有点危险，尽管这可能是一种选择。包装所有这些 std 类并导出它们也不是真正的选择。它毕竟被称为标准模板库...也就是说，人们想要为这些标准类提供一个接口。

如何在 dll 接口中使用 stl 类？常见做法有哪些？

Answer 1

在进一步阅读之前请记住一件事：我的答案是从编写可移植代码的角度出发的，这些代码可以在由不同编译器编译的模块组成的应用程序中使用。这可以包括同一编译器的不同版本甚至不同补丁级别。

如何在 dll 接口中使用 stl 类？

答案：你经常做不到¹。

原因：STL是一个代码库，而不是像DLL那样的二进制库。它没有一个 ABI 可以保证无论您在哪里使用它都是相同的。事实上，STL 确实代表“Standard Template Library”，但除了 Standard 之外，这里的一个关键操作词是 Template。

该标准定义了每个STL类需要提供的方法和数据成员，并定义了这些方法的用途；但仅此而已。特别是，该标准没有指定编译器编写者应如何实现标准定义的功能。编译器编写者可以自由地提供 STL 类的实现，该实现添加标准中未列出的成员函数和成员变量，只要标准中定义的那些成员仍然存在并按照标准执行操作即可。 也许可以举个例子。 basic_string类在标准中定义为具有某些成员函数和变量。标准中的实际定义几乎有 4 页，但这里只是其中的一个片段：

namespace std {
  template<class charT, class traits = char_traits<charT>,
    class Allocator = allocator<charT> >
  class basic_string {
[snip]
  public:
    // 21.3.3 capacity:
    size_type size() const;
    size_type length() const;
    size_type max_size() const;
    void resize(size_type n, charT c);
    void resize(size_type n);
    size_type capacity() const;
    void reserve(size_type res_arg = 0);
    void clear();
    bool empty() const;
[snip]
};

考虑

size()

 和 

length()

成员函数。标准中没有任何内容指定用于保存此信息的成员变量。事实上，根本没有定义任何成员变量，甚至没有定义保存字符串本身。那么这是如何实现的呢？

答案是，有很多不同的方式。某些编译器可能使用

size_t

成员变量来保存大小，并使用

char*

来保存字符串。另一种可能使用指向保存该数据的其他数据存储的指针（这可能是引用计数实现中的情况）。事实上，同一编译器的不同版本甚至“补丁级别”可能会改变这些实现细节。你不能依赖他们。因此，MSVC 10 的实现可能如下所示：

namespace std {
  template<class charT, class traits = char_traits<charT>,
    class Allocator = allocator<charT> >
  class basic_string {
[snip]
char* m_pTheString;
};

size_t basic_string::size() const { return strlen(m_pTheString;) }

...而带有 SP1 的 MSVC 10 可能看起来像这样：

namespace std {
  template<class charT, class traits = char_traits<charT>,
    class Allocator = allocator<charT> >
  class basic_string {
[snip]
vector<char> m_TheString;
};

size_t basic_string::size() const { return m_TheString.size(); }

我并不是说它们

确实

看起来像这样，我是说它们可能会这样。这里的要点是实际的实现是依赖于平台的，你真的无法知道它在其他地方会是什么。

现在假设您使用 MSVC10 编写导出此类的 DLL：

class MyGizmo
{
public:
  std::string name_;
};

什么是

sizeof(MyGizmo)

？

假设我上面建议的实现，在 MSVC10 下它将是 

sizeof(char*)

，但在 SP1 下它将是

sizeof(vector<char>)

。如果您在 VC10 SP1 中编写使用 DLL 的应用程序，则对象的大小看起来将与实际大小不同。二进制接口已更改。

有关此问题的另一种处理方法，请参阅

C++ 编码标准

（亚马逊

链接

）第 63 期。

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1：“你通常不能

”当你完全控制工具链和库时，你实际上可以相当可靠地导出标准库组件或任何其他代码库组件（例如Boost）。

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根本问题是，对于源代码库，不同编译器和不同版本的库之间的大小和定义可能不同。如果您在一个环境中工作，在使用代码的任何地方都可以控制这两个方面，那么您可能不会遇到问题。例如，在一家贸易公司，所有系统都是内部编写并仅在内部使用，也许可以这样做。