有一天你可能想要建立一个更大的项目。本章介绍了一些有用的工具:名称空间、条件编译和库的构造。
假设我为地理信息编写了一个库，用于地图、划分选区或其他用途。我创建了一些类:map s，vector s(用于图形的 XY 对)，region s，等等。
然后我注意到我不能编译了，因为map和vector在 C++ 中已经有意义了。好的。称它们为GeoLib_map、GeoLib_vector等等，就像 SDL 和 SSDL 函数一样。
我使用的是第三方库，它碰巧将region定义为别的东西……这变得很乏味。有捷径吗？
当然可以。制作一个命名空间 GeoLib，把你的代码放进去，如图 24-1 。
图 24-1
一个命名空间可以包含来自不同文件的代码
程序员现在可以输入GeoLib :: map或std::map，编译器会知道它们的意思。
如果他们厌倦了反复输入GeoLib::，他们可以使用using:
using GeoLib::region;
// after this you can omit the GeoLib:: in GeoLib::region
using namespace GeoLib;
// now *all* GeoLib members can have GeoLib:: omitted
using namespace std;
// now all std:: members can have std:: omitted too
// If the compiler gripes, you can still use GeoLib::
// or std:: to clarify which you want
您还可以用普通的::来指定没有在的任何名称空间中声明的内容(因此在“全局”名称空间中)，比如:::myNonNamespaceFunction();。
为了说明名称空间的构造，示例 24-3 和 24-4 示出了名称空间Cards的创建；示例 24-5 使用。
这是一个关于using namespace <whatever>;是否邪恶的争论问题，也就是说，不可原谅的可怕。我说你可以在你自己的.cpp文件中随心所欲地使用它，但不要把它放在别人可能包括的.h文件中，从而搞乱别人的文件。
现在我正在使用我的GeoLib代码，我发现我的计算是错误的，错误的，错误的。很难说哪些功能搞砸了。我想生成这些计算的报告，以便我可以检查它们:
map::area(region) thinks area of block group 6709 is 672.4
dist to center is 356.2
map::area(region) thinks area of block group 6904 is 312.5
dist to center is 379.7
...
我不希望这段代码一直被打印出来——只是在调试的时候。
所以我在一个.h文件中创建了一个#define，其他所有文件都包含在其中(例如 24-1 )。
// debugSetup.h
#ifndef DEBUGSETUP_H
#define DEBUGSETUP_H
#define DEBUG_GEOLIB // Yes, that's the whole thing
#endif //DEBUGSETUP_H
Example 24-1A .h file containing #define DEBUG_GEOLIB, for conditional compilation
我在任何需要打印调试信息的地方都使用它
#ifdef DEBUG_GEOLIB
cout << " map::area(region) thinks area of block group "
<< bg->id() << " is " << bg->area() << endl;
cout << "dist to center is "
<< distance (region.loc(), bg->loc()) << endl;
#endif
并根据我是否想看到它来注释或取消注释# define DEBUG_GEOLIB。
库有两种风格，静态和共享。静态库的代码在链接时直接进入可执行程序；共享库在另一个文件中，在运行时加载。所以据说静态库运行起来更快(我从未注意到有什么不同)，而且你不必担心你的共享库被移到哪里了，因为它总是在可执行文件中。但是共享可以节省空间，因为许多程序可以使用相同的代码，而且更容易更新。
我倾向于分享。这在 Unix 中很常见，似乎有助于编译器版本之间的可移植性。
在这里，我将对两种编译器都尝试这两种方法。在我的例子中，我将使用第 19 章中的纸牌游戏代码，以及一般有用的类(Card、Deck等)。)走进库。蒙大拿的比赛将使用这个库。
您可能会创建一些其他的库。参见本章末尾的“练习”，或者自己选择。
证明这一点的代码在源代码中，ch24/g++。库在子目录cardLibg++下，测试程序在子目录montana下。
要创建一个静态库，像往常一样编译目标文件
g++ -g -c deck.cpp
...
然后链接到
ar rcs libcards.a
deck.o card.o cardgroup.o
#ar for "archive"; rcs is needed program optionsShared libraries
共享库需要在内存中“可重定位”的目标文件，所以像这样编译它们:g++ -g -fPIC -c deck.cpp #PIC: "position independent code." All righty then ...
在 Unix 中，共享库以.so结尾，所以这样链接:g++ -shared -o libcards.so deck.o card.o cardgroup.o。
Windows 使用扩展名.dll，所以对于 MinGW，键入这个:g++ -shared -o libcards.dll deck.o card.o cardgroup.o。
g++ 需要知道在哪里可以找到包含文件，在哪里可以找到库文件，以及使用什么库。
我们用这些命令行选项告诉它:
-
-I<name of directory>查找包含文件； -
-L<name of directory>查找库文件； -
-l<library>表示我们想要链接的库。库名的首字母是lib，扩展名是.a、.so或.dll，去掉后，如下所示:
g++ -o montana -g montana.o io.o montana_main.o
\1
-I../cardLibg++ -L../cardLibg++ -lcards
#uses libcards.<something>
您可以拥有这些选项的任意多个副本。
如果你使用了一个静态库，你可以像往常一样运行程序。
如果它是动态的，系统需要知道在哪里可以找到它。解决方案:
-
贿赂系统管理员将
.dll或.so文件放在系统路径中。如果多个程序使用它并且你的程序足够重要，这是有意义的。 -
将
.dll或.so复制到包含可执行文件的文件夹中——这对于单个项目来说很好，但如果您有很多文件夹并因此有很多副本，就不太好了。 -
设置环境变量，以便系统可以找到它。源代码文件夹里有这个的脚本(
runx、runw、gdbx等)。，正如 SSDL 的情况一样)。内容是这样的:
export LD_LIBRARY_PATH=../cardLibg++ #Unix
PATH="../cardLibg++:$PATH" #Windows
这些长命令重复输入会变得很乏味，所以它们被打包成本章源代码中的文件:用于在 Unix 或 MinGW 中构建库的 Makefiles，就像 SSDL 一样；另一个用于构建使用该库的程序(它适用于两种平台)；以及在后者的文件夹中，用于运行程序的脚本(见上文)。
要创建自己的库，请编辑构建库的 Makefile 文件，选择要创建的库的类型，然后编辑所有文件的路径、可执行文件名称以及您喜欢的任何内容。
演示这一点的代码在源代码中。ch24/VisualStudio。cardLib*(有不同版本；创建库，uses*是使用这些库的项目。
若要在 Visual Studio 中生成静态库，请单击“创建新项目”并选择“静态库”。
当它创建项目时，它希望您使用“预编译头” 2 你可以:
- 通过在每个源文件的开头放置这一行来支持这一点:
#include "``pch.hT2】
它必须在任何其他包含之前，否则你的代码将无法编译。
或者一步到位:
- 消除预编译头文件。在“项目属性”下，对于“所有配置/所有平台”(第一行),将配置属性“➤ C/C++ ➤预编译头➤预编译头”设置为“不使用预编译头”。您可以忽略编译器在项目中提供给您的文件。
然后建库。我这样做是为了调试和版本，x86，和 x64，所以我不需要想我做了什么。
现在创建一个使用该库的项目。它需要知道在哪里可以找到包含文件。在所有配置/所有平台的项目属性下，适当地设置配置属性➤ C/C++ ➤通用➤附加包含目录(见图 24-2 )。
图 24-2
在 Visual Studio 中告诉项目在哪里可以找到库包含文件
将库的路径添加到配置属性➤链接器➤通用➤附加库目录(图 24-3 )。它的位置将因配置和平台而异；在名为Debug、Release和x64的子文件夹中搜索。
图 24-3
告诉项目在 Visual Studio 中何处可以找到您的库
现在你必须告诉它什么是库。在项目属性下，所有配置/所有平台，在配置属性下添加库名➤链接器➤输入➤附加依赖项(图 24-4 )。会是<your library project>.lib。
图 24-4
在 Visual Studio 中添加库依赖项
要创建自己的 DLL，请回到上一节，但对于项目类型，请选择动态链接库(DLL)。但是先不要建！
在指导新程序使用你的库的时候，当你告诉项目属性关于这个库的时候(图 24-4 ，它仍然是<your project>.lib。我以为我们在创建一个 DLL？是的，但我们实际上是在创建两件事:包含运行时代码的.dll，以及在编译时告诉程序“你稍后将从 DLL 中导入这些东西”的.lib文件
这就是奇怪的地方。当编译器看到一个函数声明时，它需要知道是要编译和导出它(因为它正在编译库)还是从 DLL 导入它(因为它正在编译一个使用库的程序)。换句话说，就是在声明前面加上__declspec ( dllexport )或__declspec( dllimport )。__declspec的意思是“我马上要告诉你一些关于这个功能的事情”和dllexport / dllimport，嗯，那是显而易见的。
那么我们是不是应该为每个函数写两个版本，一个用于导入，一个用于导出？
这种常见的黑客手段意味着我们不必。
- 像示例 24-2 那样写一个
.h文件。
// Header to make DLL functions import or export
// -- from _C++20 for Lazy Programmers_
#ifndef CARDSSETUP_H
#define CARDSSETUP_H
# ifdef IM_COMPILING_MY_CARD_LIBRARY_RIGHT_NOW
# define DECLSPEC __declspec(dllexport)
# else
# define DECLSPEC __declspec(dllimport)
# endif //IM_COMPILING_MY_CARD_LIBRARY_RIGHT_NOW
#endif //CARDSSETUP_H
Example 24-2A .h file to help with DLL projects
现在DECLSPEC意味着“这将被导出”或“这将被导入”……这取决于我们是在编译库还是在使用它。刚刚好。
- 在库中的每个
.cpp文件中，写入这个#define:
#define IM_COMPILING_MY_CARD_LIBRARY_RIGHT_NOW
这就是它如何知道DECLSPEC应该是导出版本。
这必须在与您的项目相关的任何.h文件之前完成，这样他们就可以看到它，但是如果我们使用的是#include " pch.h "之后，因为它总是在前面。
-
将
DECLSPEC放在从.cpp文件导出的所有内容之前。 -
…以及在
.h文件中相应的函数声明之前。它们必须匹配。 -
根据需要，包括步骤 1 中的
.h文件，以定义整个过程中的DECLSPEC。我把它放在cards.h。
库文件将看起来像示例 24-3 和 24-4 。示例 24-5 展示了如何在montana.h中使用Cards成员；在montana.cpp中，我只是说了using namespace Cards;，没有做其他改动。
// class Montana, for a game of Montana solitaire
// -- from _C++20 for Lazy Programmers_
#include "gridLoc.h"
#include "cell.h"
#include "deck.h"
#ifndef MONTANA_H
#define MONTANA_H
class Montana
{
public:
static constexpr int ROWS = 4, CLMS = 13;
static constexpr int NUM_EMPTY_CELLS = 4;// 4 empty cells in grid
...
private:
...
// dealing and redealing
void deal (Cards::Deck& deck, Cards::Waste& waste);
void cleanup (Cards::Deck& deck, Cards::Waste& waste);
...
// data members
Cards::Cell grid_ [ROWS][CLMS]; // where the cards are
GridLoc emptyCells_ [NUM_EMPTY_CELLS];// where the empty cells are
};
#endif //MONTANA_H
Example 24-5Parts of montana.h, showing use of namespace Cards
// Card class
// -- from _C++20 for Lazy Programmers_
#include "pch.h
"
#define IM_COMPILING_MY_CARD_LIBRARY_RIGHT_NOW
// see cardsSetup.h. Must come before card
// related includes, after "pch.h" if any
#include "card.h"
using namespace std;
namespace
Cards
{
DECLSPEC void Card::read (std::istream &in )
{
try { in >> rank_ >> suit_; }
catch (BadRankException&) // if reading rank_ throw an exception
{
in >> suit_; // consume the suit as well
throw; // and continue throwing the exception
}
}
DECLSPEC istream& operator>> (istream& in, Suit& s)
{
...
}
...
} //namespace Cards
Example 24-4Part of card.cpp, set up to make a DLL and forming a namespace
// Card class
// -- from _C++20 for Lazy Programmers__
#ifndef CARD_H
#define CARD_H
#include <iostream>
#include "cardsSetup.h" // defines DECLSPEC
namespace
Cards
{
// Rank and Suit: integral parts of Card
// I make these global so that I don't have to forget
// "Card::" over and over when I use them.
enum class Rank { ACE=1, JACK=11, QUEEN, KING }; // Card rank
enum class Suit { HEARTS, DIAMONDS, CLUBS, SPADES }; // Card suit
enum class Color { BLACK, RED }; // Card color
inline
Color toColor(Suit s) // DECLSPEC isn't needed for inlines
{
if (s == HEARTS || s == DIAMONDS) return RED; else return BLACK;
}
// I/O on Rank and Suit
DECLSPEC std::ostream& operator<< (std::ostream& out, Rank r);
DECLSPEC std::ostream& operator<< (std::ostream& out, Suit s);
DECLSPEC std::istream& operator>> (std::istream& in, Rank& r);
DECLSPEC std::istream& operator>> (std::istream& in, Suit& s);
...
class Card
{
public:
Card (Rank r = Rank(0), Suit s = Suit(0)) :
rank_ (r), suit_ (s)
{
}
Card (const Card& other) : Card(other.rank_, other.suit_){}
...
DECLSPEC void read (std::istream &in );
private:
Suit suit_;
Rank rank_;
};
...
} //namespace Cards
#endif //CARD_H
Example 24-3Parts of card.h, set up to make a DLL, and forming a namespace
如果一切顺利，在使用你的库的程序中还有一件事需要设置:它需要在运行时找到 DLL。
最简单的方法是将 DLL 复制到项目文件夹中。或者将其放在系统路径中(这可能需要管理员访问)。
如果这不是你想要的，转到项目属性(图 24-5 ，并设置配置属性➤调试➤环境。它需要对 PATH 变量进行更新，不要忘记旧路径……如果 DLL 的位置是..\cardLibDLL\Debug，可以给它PATH=..\cardLibDLL\Debug\;%PATH%。
图 24-5
在 Visual Studio 中设置路径
-
您对项目属性进行了更改，但这些更改没有影响。很容易忽略项目属性窗口的第一行(图 24-5 )。有时你纠正了一个配置，但你用的是另一个。我更喜欢尽可能编辑所有配置/所有平台。
-
编译器抱怨像
cout**这样常见的东西不存在。**将#include "pch.h"放在之前，其他包含或停止使用预编译头；请参见本节的开头。 -
在运行时，程序找不到 DLL 。但是你设置了路径变量。
如果不是路径中的错别字，可能是你把
.user文件抹掉了。这是包含环境信息的内容。重建它应该能解决问题。 -
**运行时，程序不能启动；错误信息不清楚。**也许你的程序平台(Win32 或 x86 对 x64)与 DLL 不匹配。
Exercises
-
将
PriorityQueue、List、Time、Fraction或您在之前练习中创建的其他类放入它自己的库中，并将它链接到使用它的某个对象。 -
创建一个名为
shapes(在名称空间Shapes中)的库，使用第 21 章中的Shape层级，随意扩展；并将它链接到一个使用Shape的程序中。在basicSSDLProject的 vcxproj。
\表示“在下一行继续”
Microsoft Visual Studio 和 g++ 都有这种帮助编译时间的方法。这个想法是，不需要为包含它的每个源文件重新编译一个.h文件，您可以通过编译一次来减少编译时间。我没有感觉到需要，但是随着 STL 和最近的语言变化，头文件看起来确实在不断增长…