如何导出标准模板库(STL)类的实例化和包含STL类对象数据成员的类

本文翻译自 https://support.microsoft.com/zh-cn/help/168958/how-to-export-an-instantiation-of-a-standard-template-library-stl-clas

概要#

本文讨论如何实现下面任务：

• 导出标准模板库（STL）类的实例化。
• 导出包含STL类对象数据成员的类。

注意，您无法导出通用的模板，模板必须实例化才能导出。也就是说，必须提供所有的模板参数，并且在实例化时，模板的参数必须是完全定义的类型。例如stack<int>实例化STL堆栈类，实例化时强制生成类stack<int>的所有成员。
还要注意，一些STL容器（map、set、queue、list、deque）无法导出。

更多信息#

从VC++ 5.0开始，可以强制对模板类进行实例化并导出实例化类。导出实例化模板类，可使用以下语法：

导出STL类#

1. 在.dll和.exe文件中，必须链接到相同版本的C运行时库dll。两个都链接msvcrt.lib(Release版本)或都链接到msvcrtd.lib(Debug版本)。
2. 在dll中，在模板的实例化声明中使用__declspec修饰符，以便从dll中导出STL类的实例化。
3. 在exe中，需提供使用extern和__declspec修饰的模板实例化声明，以便从dll中导入类。 这会导致警告 C4231 "nonstandard extension used : 'extern' before template explicit instantiation." 。 您可以忽略此警告。

导出包含STL类对象数据成员的类#

1. 在.dll和.exe文件中，必须链接到相同版本的C运行时库dll。两个都链接msvcrt.lib(Release版本)或都链接到msvcrtd.lib(Debug版本)。
2. 在dll中，在模板的实例化声明中使用__declspec修饰符，以便从dll中导出STL类的实例化。
   注意：不能跳过上一步，用于创建数据成员的STL类必须导出其实例化。
3. 在dll中，在类的声明中使用__declspec修饰符，以便从dll中导出类。
4. 在exe中，在类的声明中使用__declspec修饰符，以便从dll中导入类。
   如果要导出的类有一个或多个基类，那么其基类也必须导出。如果要导出的类中还包含某类类型的数据成员，则还必须导出数据成员类型的类。

注意：一些STL类使用到其它的STL类，这些依赖的类也必须导出。如果使用低于1的警告级别(也就是/W2、/W3、/W4)，则必须导出类会出现在编译器警告信息中。/W4级别编译时，会因为STL而生成大量警告信息，目前不推荐使用此级别警告。

一些STL类包含嵌套类，所以无法导出这些类。例如，deque包含一个嵌套类deque::iterator。如果导出deque，将产生警告信息。，提示你必须导出deque::iterator；如果你导出deque::iterator则会产生警告信息，提示你必须导出deque。这是受限于STL的设计，一旦模板类被实例化，它不能被重新实例化和导出。目前唯一可以导出的STL容器是vector，其它容器（map、set、queue、list、deque）都包含嵌套类无法导出。

导出使用用户定义类型（UDT）作为STL容器模板参数实例化的类时，必须为自定义类型（）UDT）重载<和==运算符。例如，如果导出vector<MyClass>，则必须定义MyClass::operator<和MyClass::==。这是因为所有的STL容器类都具有成员比较运算操作，需要使用到包含类型的<和==运算操作。通常，这些都不被实例化，因为它们没有被使用。当实例化一个模板类时，会生成所有的成员函数，因为STL容器类具有使用到<和==的成员函数，所有必须实现它们。如果比较UDT的对象没有意义，也可以在定义operator<和opeartor==的时候，简单的返回true。

当在编译期间发现_DLL已经定义（当使用/MD或/MDd编译与C运行时库的DLL版本链接时，该符号被隐含定义），以下STL类以及对这些类的操作的各种全局运算符和函数，已在C运行时库DLL中导出。因此，无法从DLL中导出它们。z只要导入类也使用相同的C运行时DLL版本，则不应该导致可执行程序出问题。

Copy Highlighter-hljs
Header      STL template class
------------------------------
<IOSFWD>    basic_ios
<IOSFWD>    <IOSFWD>
<IOSFWD>    basic_istream
<IOSFWD>    basic_string (also typedef'd as string and wstring)
<IOSFWD>    complex
<LOCALE>    messages
<XLOCALE>   codecvt
<XLOCALE>   ctype
<XLOCMON>   moneypunct
<XLOCMON>   money_get
<XLOCMON>   money_put
<XLOCNUM>   numpunct
<XLOCTIME>  time_get
<XLOCTIME>  time_put
<XSTRING>   basic_string (also typedef'd as string and wstring)

有关使用哪些模板参数以及声明哪些全局函数和操作符的具体细节，请参阅相关的头文件。

Copy Highlighter-hljs
// -------------------------------------------
   // MYHEADER.H
   //disable warnings on 255 char debug symbols
    #pragma warning (disable : 4786)
   //disable warnings on extern before template instantiation
    #pragma warning (disable : 4231)
 
    #include <vector>
 
    // Provide the storage class specifier (extern for an .exe file, null
    // for DLL) and the __declspec specifier (dllimport for .an .exe file,
    // dllexport for DLL).
    // You must define EXP_STL when compiling the DLL.
    // You can now use this header file in both the .exe file and DLL - a
    // much safer means of using common declarations than two different
    // header files.
    #ifdef EXP_STL
    #    define DECLSPECIFIER __declspec(dllexport)
    #    define EXPIMP_TEMPLATE
    #else
    #    define DECLSPECIFIER __declspec(dllimport)
    #    define EXPIMP_TEMPLATE extern
    #endif
 
    // Instantiate classes vector<int> and vector<char>
    // This does not create an object. It only forces the generation of all
    // of the members of classes vector<int> and vector<char>. It exports
    // them from the DLL and imports them into the .exe file.
    EXPIMP_TEMPLATE template class DECLSPECIFIER std::vector<int>;
    EXPIMP_TEMPLATE template class DECLSPECIFIER std::vector<char>;
 
    // Declare/Define a class that contains both a static and non-static
    // data member of an STL object.
    // Note that the two template instantiations above are required for
    // the data members to be accessible. If the instantiations above are
    // omitted, you may experience an access violation.
    // Note that since you are exporting a vector of MyClass, you must
    // provide implementations for the operator < and the operator ==.
    class DECLSPECIFIER MyClass
    {
    public:
        std::vector<int> VectorOfInts;
        static std::vector<char> StaticVectorOfChars;
 
    public:
        bool operator < (const MyClass > c) const
        {
            return VectorOfInts < c. VectorOfInts;
        }
        bool operator == (const MyClass > c) const
        {
            return VectorOfInts == c. VectorOfInts;
        }
    };
 
    // Instantiate the class vector<MyClass>
    // This does not create an object. It only forces the generation of
    // all of the members of the class vector<MyClass>. It exports them
    // from the DLL and imports them into the .exe file.
    EXPIMP_TEMPLATE template class DECLSPECIFIER std::vector<MyClass>;
 
    // -------------------------------------------
    // Compile options needed: /GX /LDd /MDd /D"EXP_STL"
    //                     or: /GX /LD  /MD  /D"EXP_STL"
    // DLL.CPP
 
    #include "MyHeader.h"
    std::vector<char> MyClass::StaticVectorOfChars;
 
    // -------------------------------------------
    // Compile options needed: /GX /MDd
    //                     or: /GX /MD
    // EXE.CPP
 
    #include <iostream>
    #include "MyHeader.h"
 
    int main ()
    {
        MyClass x;
 
        for (int i=0; i<5; i++) x.VectorOfInts.push_back(i);
        for (char j=0; j<5; j++) x.StaticVectorOfChars.push_back('a' + j);
 
        std::vector<int>::iterator vii = x.VectorOfInts.begin();
        while (vii != x.VectorOfInts.end())
        {
            std::cout << *vii;
            std::cout << " displayed from x.VectorOfInts" << std::endl;
            vii++;
        }
        std::vector<char>::iterator vci = x.StaticVectorOfChars.begin();
        while (vci != x.StaticVectorOfChars.end())
        {
            std::cout << *vci;
            std::cout << " displayed from MyClass::StaticVectorOfChars";
            std::cout << std::endl;
            vci++;
        }
 
        std::vector<MyClass> vy;
        for (i=0; i=5; i++) vy.push_back(MyClass());
 
        return 1;
    }

参考#

其它相关信息，请在VC++帮助中搜索以下关键字：Explicit Instantiation(显示实例化)、__declspec、stack、/MD, /ML, /MT, /LD (Use Run-Time Library)。