Linux靜態(tài)鏈接庫與模板類的處理方式
在閱讀本文之前，小編先給大家介紹一篇相關(guān)文章：Linux靜態(tài)鏈接庫使用類模板的快速排序算法
大家首先看下以上的文章對理解下面的知識點會有很大的幫助。
當模板遇到靜態(tài)鏈接庫會發(fā)生什么呢。
我們先按照常規(guī)思路去考慮一個靜態(tài)鏈接庫的步驟：
1.將某些功能提取出來，放進一個cpp文件，并將接口或者對外導出的類放在頭文件中
2.gcc -c編譯該文件，生成.o
3.ar命令將.o文件打包成.a，即靜態(tài)鏈接庫
4.編譯main函數(shù)，并將該靜態(tài)鏈接庫鏈接，生成可執(zhí)行文件。
OK，按照這個思路，我們將之前寫的快速排序代碼修改后，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[p];
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，我們嘗試編譯.a靜態(tài)鏈接庫
接下來，只需要將靜態(tài)鏈接庫編入main函數(shù)，就算完成了
出問題了，發(fā)現(xiàn)我們編譯的靜態(tài)鏈接庫里面居然沒有這個myQsortNoRecur函數(shù)，可是我明明在快速排序這個類SORT里面實現(xiàn)了這個函數(shù)啊。
用nm命令看下：
實實在在的，符號很少，確實沒有我之前寫的函數(shù)。這就奇怪了，今天下午在網(wǎng)上搜了很久，原來是模板類的原因?qū)е碌模?/p>
因為在編譯動態(tài)鏈接庫中，我們并沒有指定template class的type，那么靜態(tài)鏈接庫中自然不知道按照什么type去編譯該class中成員函數(shù)。
參考文獻：在動態(tài)庫和靜態(tài)庫中使用模板（dynamic libraries ，static libraries）
有沒有解決辦法呢？答案是肯定的，只要我們在靜態(tài)鏈接庫中申明一個type，并調(diào)用該指定type的函數(shù)，那么靜態(tài)鏈接庫中就有函數(shù)原型了。
我覺得可以把該過程稱為接口的“實例化”過程........
現(xiàn)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[p];
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，重復上面的編譯過程：
這些編譯和執(zhí)行過程就能正常進行了。
但是這種所謂的“實例化”過程有一個明顯的缺點，那就是，本身這個SORT類是一個模板類，可以排序任意類型的數(shù)據(jù)，
就本例子而言，只“實例化”了一種int類型的接口。因此當我想排序一個float類型的數(shù)組時，我就必須在.a文件里面再“實例化”一個float接口。
顯然，假如我想把該具有sort功能的類，抽象成一個獨立的模塊，但是我并不知道該.a的用戶想排序的數(shù)據(jù)類型是什么，那么將必須窮舉所有的數(shù)據(jù)類型
這顯然是不可能的。這一局限性不只時模板類，同樣的，模板函數(shù)也是如此。
結(jié)論：最好不要在靜態(tài)鏈接庫中使用模板，同樣的，動態(tài)鏈接庫也一樣。
想到這里，腦子里忽然蹦出來一個想法：C++的STL到底是動態(tài)鏈接韓式靜態(tài)鏈接的呢？STL使用了大量的模板，按照這篇博客在討論的內(nèi)容，似乎是矛盾的。在網(wǎng)上找了半天
參考知乎的大神們是怎么解釋的吧：
https://www.zhihu.com/question/46098144
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