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一个C++引用库的头文件预编译陷阱


写在前面

老胡最近在工作中,有个场景需要使用一个第三方库,引用头文件,链接库,编译运行,一切都很正常,但是接下来就遇到了一个很诡异的问题,调用该库的中的一个对象方法为对象修改属性的时候,会影响到对象的另外一个属性,当时百思不得其解,直呼灵异事件。
但后面静下心来细细看了一下代码和各种配置,发现了问题所在,现在把这个问题分享在这里,希望大家在以后的工作中如果遇到了类似的情况知道应该如何处理。

场景还原

当时引用的是一个第三方的静态链接库,场景非常简单,在项目中包含头文件,链接器指定路径和静态库名称,我们这里新建工程来生成一个非常简单的库。

其中,

//LibObject.h#pragma oncestruct LibObject{int valueA{ 0 };#ifdef AdditionalValueint valueB{ 0 };#endifint valueC{ 0 };void DoSomething();};//LibObject.cpp#include \"LibObject.h\"void LibObject::DoSomething(){valueA = 10;#ifdef AdditionalValuevalueB = 10;#endif}

简单至极,若预编译变量定义了AdditionalValue则定义多一个valueB并且在方法中赋值。编译库的时候我们指定AdditionalValue

客户端代码

//main.cpp#include \"LibObject.h\"#include <iostream>using namespace std;int main(){LibObject obj;cout << obj.valueA << endl;cout << obj.valueC << endl;obj.DoSomething();cout << obj.valueA << endl;cout << obj.valueC << endl;return 0;}

客户端代码也很简单,声明一个对象,调用它的方法并在调用前后检查它的值,在编译客户端代码的时候,我们不定义AdditionalValue预编译变量。

运行试试

现在猜一猜输出是多少?

解惑

藏在背后的秘密

如果这个结果让你吃惊,那么相信我,你不是一个人,当时老胡也惊呆了,不管怎么看,DoSomething仅仅修改了ValueA,为什么会让ValueC的值变了?

秘密就在于编译库的时候和编译客户端代码的时候,我们使用了不同的预编译变量。

  • 在客户端代码看来,LibObject是一个仅仅包含2个int类型的结构体,并且DoSomething方法会赋值给一个int,该int相对于this指针偏移是0。
  • 另一方面,在库代码看来,这个结构体包含了3个int类型变量,DoSomething会赋值给相对于this指针偏移为0和4的两个int。

所以答案揭晓了,为什么valueC的值会被影响,在于DoSomething执行的时候,相当于this指针偏移为4的int被赋值了,但是在我们从客户端代码构建的结构体中,这个位置存放的是valueC。

从这里可以看出,在方法执行的过程中,所谓的valueB其实内存地址和valueC是一样的。所以其实是那句给valueB赋值的语句把值给了valueC。

如何修复

知道了出问题的地方,修复起来就很简单了,一般来说两个办法。

  • 如果第三方库能找到源代码,那我们可以重新用我们希望的预编译设置编译一次
  • 如果找不到源代码,那我们只有在客户端代码添加相应的预编译设置,确保和编译库时候所使用的一致

这两个办法都需要仔细阅读第三方库的文档。

希望本文能给遇到了类似问题的小伙伴一点启示,特别当你遇到了类似的情况的时候,这篇文章能够给你一些思路,毕竟,编译器甚至在这种情况下都不会给出任何警告,我们只能靠经验排查了。

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