在共享庫中顯式實例化模板化類和dynamic_cast

Question

我偶然發現了一個我無法解決的問題。我正在編譯一個共享庫，其中包含一個模板類（Derived<T>，其基數爲Base）以及該類的一些顯式實例。我希望圖書館用戶能夠從這個模板類擴展。當我嘗試dynamic_cast用戶的實例從Base*到Derived<T>*時，問題就出現了。

我縮小了問題該MWE：

共享庫包含以下文件：

Base.h

#ifndef BASE_H_ 
#define BASE_H_ 

class Base { 
public: 
    Base(); 
    virtual ~Base(); 
}; 

#endif /* BASE_H_ */ 

Derived.h

#ifndef DERIVED_H_ 
#define DERIVED_H_  
#include <Base.h> 

template <typename T> 
class Derived : public Base { 
public: 
    Derived(); 
    virtual ~Derived(); 
}; 

#endif /* DERIVED_H_ */ 

Derived.cpp

#include <Derived.h> 

template <typename T> 
Derived<T>::Derived() : 
    Base() { 
} 

template <typename T> 
Derived<T>::~Derived() { 
} 

// explicit instantiations 
template class Derived<float>; 
template class Derived<double>; 
template class Derived<long double>; 

Helper.h

#ifndef HELPER_H_ 
#define HELPER_H_ 

#include <Base.h> 

class Helper { 
public: 
    Helper(Base* m); 
    virtual ~Helper(); 

}; 

#endif /* HELPER_H_ */ 

Helper.cpp

#include <Helper.h> 
#include <Base.h> 
#include <Derived.h> 

#include <iostream> 

using namespace std; 

Helper::Helper(Base* m) { 

    cout << "after received " << m << endl; 
    cout << "after fom: " << dynamic_cast< Derived<float>* >(m) << endl; 
    cout << "after dom: " << dynamic_cast< Derived<double>* >(m) << endl; 
    cout << "after ldom: " << dynamic_cast< Derived<long double>* >(m) << endl; 
    cout << "===" << endl; 
} 

Helper::~Helper() { 
} 

和使用該庫可以是一個簡單的代碼：

TEST.CPP

#include <Derived.h> 
#include <Helper.h> 

#include <iostream> 

using namespace std; 

class MyModel : public Derived<double> { 
public: 
    MyModel() : Derived<double>() { 
    }; 

    virtual ~MyModel() { 
    };   

}; 

int main(int argc, char *argv[]) { 

    MyModel om1; 
    cout << "created mymodel " << &om1 << endl; 
    cout << "before fom: " << dynamic_cast< Derived<float>* >(&om1) << endl; 
    cout << "before dom: " << dynamic_cast< Derived<double>* >(&om1) << endl; 
    cout << "before ldom: " << dynamic_cast< Derived<long double>* >(&om1) << endl; 
    cout << "===" << endl; 
    Helper root(&om1); 

    return 0; 
} 

的問題是，當我創建共享庫和鏈接test.cpp反對，該dynamic_cast失敗。下面是一個例子輸出：

created mymodel 0x7fff5fbff3e0 
before fom: 0 
before dom: 0x7fff5fbff3e0 
before ldom: 0 
=== 
after received 0x7fff5fbff3e0 
after fom: 0 
after dom: 0 // <<< Here I expected it to succeed and return a non-null pointer 
after ldom: 0 
=== 

但是，如果我編譯整個庫和實例一起，轉換成功：

created mymodel 0x7fff5fbff3e0 
before fom: 0 
before dom: 0x7fff5fbff3e0 
before ldom: 0 
=== 
after received 0x7fff5fbff3e0 
after fom: 0 
after dom: 0x7fff5fbff3e0 
after ldom: 0 
=== 

---

我的問題是：爲什麼是dynamic_cast失敗？

而且，在我想保持類似結構的前提下，繼續使用共享庫：我如何才能成功獲得從Base*轉換而來？

Answer 1

我假設你在Linux/GCC上，因爲在Windows上它應該「正常工作」。

它不會「與GCC一起工作」，因爲對於性能RTTI支持GCC依賴於指針比較。這一切都在this GCC FAQ中解釋，包括如何解決。編輯：雖然，這個常見問題表示它不能與dlopen()工作，而顯式鏈接共享庫應該工作;所以也許還有其他的東西，比如下面提到的錯誤。

我發現可以幫助其他一些環節：
dynamic_cast an interface from a shared library which was loaded by lt_dlopen(libtool) doesn't work
dynamic cast with interfaces
C++ dynamic_cast bug in Mac OS 10.6 Snow Leopard

Answer 2

這裏沒有驚喜。即使對於正常的非模板類，您也不應該使用期望 RTTI跨共享庫邊界工作。對於一些編譯器，在某些操作系統上，使用某些編譯器或鏈接器選項，它可能會起作用，但通常它不會，也不需要（在標準中明確地將未指定爲）。即使你做到了這一點，從長遠來看也是不可持續的。

根據我的經驗，RTTI無法在共享庫邊界之間交叉的情況遠遠超過了它可以的情況。

的解決方案是：

• 限制衍生自這些類型的對象的所有的結構的共享庫的代碼，其中所使用的dynamic_cast的內（該溶液是相當困難的管理）。

• 根本不要使用dynamic_cast（此解決方案很理想，很少適用）。

• 不要使用共享庫（評估共享庫是否真的是你需要的，或者是從共享庫中暴露更高級別的接口，而不暴露多態類型以便派生出來似乎表明「開放式架構」在您的應用程序中更合適））。

• 定義自己的RTTI系統和轉換操作符（這可能是困難的，這取決於你的技能，但它並不等於多的代碼，很多主流項目中使用該解決方案，你可以找到大量的實例如何做到這一點）。