在共享库中显式实例化模板化类和dynamic_cast

Question

我偶然发现了一个我无法解决的问题。我正在编译一个共享库，其中包含一个模板类（Derived<T>，其基数为Base）以及该类的一些显式实例。我希望图书馆用户能够从这个模板类扩展。当我尝试dynamic_cast用户的实例从Base*到Derived<T>*时，问题就出现了。

我缩小了问题该MWE：

共享库包含以下文件：

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() { 
} 

和使用该库可以是一个简单的代码：

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; 
} 

的问题是，当我创建共享库和链接test.cpp反对，该dynamic_cast失败。下面是一个例子输出：

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，如果我编译整个库和实例一起，转换成功：

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

---

我的问题是：为什么是dynamic_cast失败？

而且，在我想保持类似结构的前提下，继续使用共享库：我如何才能成功获得从Base*转换而来？

Answer 1

我假设你在Linux/GCC上，因为在Windows上它应该“正常工作”。

它不会“与GCC一起工作”，因为对于性能RTTI支持GCC依赖于指针比较。这一切都在this GCC FAQ中解释，包括如何解决。编辑：虽然，这个常见问题表示它不能与dlopen()工作，而显式链接共享库应该工作;所以也许还有其他的东西，比如下面提到的错误。

我发现可以帮助其他一些环节：
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

这里没有惊喜。即使对于正常的非模板类，您也不应该使用期望 RTTI跨共享库边界工作。对于一些编译器，在某些操作系统上，使用某些编译器或链接器选项，它可能会起作用，但通常它不会，也不需要（在标准中明确地将未指定为）。即使你做到了这一点，从长远来看也是不可持续的。

根据我的经验，RTTI无法在共享库边界之间交叉的情况远远超过了它可以的情况。

的解决方案是：

• 限制衍生自这些类型的对象的所有的结构的共享库的代码，其中所使用的dynamic_cast的内（该溶液是相当困难的管理）。

• 根本不要使用dynamic_cast（此解决方案很理想，很少适用）。

• 不要使用共享库（评估共享库是否真的是你需要的，或者是从共享库中暴露更高级别的接口，而不暴露多态类型以便派生出来似乎表明“开放式架构”在您的应用程序中更合适））。

• 定义自己的RTTI系统和转换操作符（这可能是困难的，这取决于你的技能，但它并不等于多的代码，很多主流项目中使用该解决方案，你可以找到大量的实例如何做到这一点）。