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詳解跨平臺(tái)代碼的3種組織方式

一、緣起

在上一篇文章中，分享了一個(gè)跨平臺(tái)的頭文件是長(zhǎng)成什么樣子的，這個(gè)頭文件對(duì)于 windows 平臺(tái)下更有意義一些，因?yàn)橐幚韼?kù)函數(shù)的導(dǎo)入和導(dǎo)出聲明(dllexport、dllimport)。

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其實(shí)，可以在這個(gè)頭文件的基礎(chǔ)上繼續(xù)擴(kuò)充，以達(dá)到更細(xì)粒度的控制。例如：對(duì)編譯器的判斷、對(duì)編譯器版本的判斷等等。

同樣的，我們?cè)谠创a中也會(huì)遇到一些跨平臺(tái)的問(wèn)題。不同的功能，在不同的平臺(tái)下，實(shí)現(xiàn)方式是不一樣的，如何對(duì)這些平臺(tái)相關(guān)的代碼進(jìn)行組織呢?這篇文章就來(lái)聊聊這個(gè)問(wèn)題。

PS: 文末提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的、跨平臺(tái)構(gòu)建代碼示例。

二、問(wèn)題引入

假設(shè)我們寫一個(gè)庫(kù)，需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)：獲取系統(tǒng)時(shí)間戳。作為實(shí)現(xiàn)庫(kù)的作者，你決定提供下面的 API 函數(shù)：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. t_time.h: 聲明接口函數(shù)（t_get_timestamp）； 
    2.   
  
  
  
  2. t_time.c：實(shí)現(xiàn)接口函數(shù)； 
    3.

下面的任務(wù)就是在函數(shù)實(shí)現(xiàn)中，通過(guò)不同下的 C 庫(kù)或系統(tǒng)調(diào)用，來(lái)計(jì)算系統(tǒng)當(dāng)前的時(shí)間戳。

在 Linux 平臺(tái)下，可以通過(guò)下面這段代碼實(shí)現(xiàn)：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. struct timeval tv; 
    2.   
  
  
  
  2. gettimeofday(&tv, null); 
    3.   
  
  
  
  3. return tv.tv_sec * 1000 + tv.tv_usec / 1000; 
    4.

在 Windows 平臺(tái)下，可以通過(guò)下面這段代碼實(shí)現(xiàn)：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. struct timeb tp; 
    2.   
  
  
  
  2. ftime(&tp); 
    3.   
  
  
  
  3. return tp.time *1000 + tp.millitm; 
    4.

那么問(wèn)題來(lái)了：怎么把這兩段平臺(tái)相關(guān)的代碼組織在一起?下面就介紹 3 種不同的組織方式，沒有優(yōu)劣之分，每個(gè)人都有不同的習(xí)慣，選擇適合自己和團(tuán)隊(duì)的方式就行。

此外，這個(gè)示例中只有 1 個(gè)函數(shù)，而且比較短小。如果這種跨平臺(tái)的函數(shù)很多、而且都很長(zhǎng)，也許你的選擇又不一樣了。

三、三個(gè)解決方案

方案1

直接在接口函數(shù)中，通過(guò)平臺(tái)宏定義來(lái)區(qū)分不同平臺(tái)。

平臺(tái)宏定義(T_LINUX, T_WINDOWS)，是在上一篇文章中介紹的，通過(guò)操作系統(tǒng)、編譯器來(lái)判斷當(dāng)前的平臺(tái)是什么，然后定義出統(tǒng)一的平臺(tái)宏定義為我們自己所用：

代碼組織方式如下：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. int64 t_get_timestamp() 
    2.   
  
  
  
  2. { 
    3.   
  
  
  
  3.     int64 ts = -1; 
    4.   
  
  
  
  4.      
    5.   
  
  
  
  5. #if defined(T_LINUX) 
    6.   
  
  
  
  6.     struct timeval tv; 
    7.   
  
  
  
  7.     gettimeofday(&tv, null); 
    8.   
  
  
  
  8.     ts = tv.tv_sec * 1000 + tv.tv_usec / 1000; 
    9.   
  
  
  
  9. #elif defined(T_WINDOWS) 
    10.   
  
  
  
  10.     struct timeb tp; 
    11.   
  
  
  
  11.     ftime(&tp); 
    12.   
  
  
  
  12.     ts = tp.time; 
    13.   
  
  
  
  13.     ts = ts *1000 + tp.millitm; 
    14.   
  
  
  
  14. #endif 
    15.   
  
  
  
  15.  
    16.   
  
  
  
  16.     return ts; 
    17.   
  
  
  
  17. } 
    18.

這樣的方式，把所有平臺(tái)代碼全部放在 API 函數(shù)中了，通過(guò)平臺(tái)宏定義進(jìn)行條件編譯，因?yàn)榇a比較短小，看起來(lái)還不錯(cuò)。

方案2

把不同平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)代碼放在獨(dú)立的文件中，然后通過(guò) #include 預(yù)處理符號(hào)，在 API 函數(shù)中，把平臺(tái)相關(guān)的代碼引入進(jìn)來(lái)。

也就是再增加 2 個(gè)文件：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. t_time_linux.c：存放 Linux 平臺(tái)下的代碼實(shí)現(xiàn)； 
    2.   
  
  
  
  2. t_time_windows.c：存放 Windows 平臺(tái)下的代碼實(shí)現(xiàn)； 
    3.

(1) t_time_linux.c

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. #include "t_time.h" 
    2.   
  
  
  
  2. #include  
    3.   
  
  
  
  3.  
    4.   
  
  
  
  4. int64 t_get_timestamp() 
    5.   
  
  
  
  5. { 
    6.   
  
  
  
  6.     int64 ts = -1; 
    7.   
  
  
  
  7.      
    8.   
  
  
  
  8.     struct timeval tv; 
    9.   
  
  
  
  9.     gettimeofday(&tv, null); 
    10.   
  
  
  
  10.     ts = tv.tv_sec * 1000 + tv.tv_usec / 1000; 
    11.   
  
  
  
  11.      
    12.   
  
  
  
  12.     return ts; 
    13.   
  
  
  
  13. } 
    14.

(2) t_time_windows.c

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. #include "t_time.h" 
    2.   
  
  
  
  2. #include  
    3.   
  
  
  
  3. #include  
    4.   
  
  
  
  4.  
    5.   
  
  
  
  5. int64 t_get_timestamp() 
    6.   
  
  
  
  6. { 
    7.   
  
  
  
  7.     int64 ts = -1; 
    8.   
  
  
  
  8.      
    9.   
  
  
  
  9.     struct timeb tp; 
    10.   
  
  
  
  10.     ftime(&tp); 
    11.   
  
  
  
  11.     ts = tp.time; 
    12.   
  
  
  
  12.     ts = ts *1000 + tp.millitm; 
    13.   
  
  
  
  13.  
    14.   
  
  
  
  14.     return ts; 
    15.   
  
  
  
  15. } 
    16.

(3) t_time.c

這個(gè)文件不做任何事情，僅僅是 include 其他的代碼。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. #include "t_time.h" 
    2.   
  
  
  
  2.  
    3.   
  
  
  
  3. #if defined(T_LINUX) 
    4.   
  
  
  
  4. #include  
    5.   
  
  
  
  5. #elif defined(T_WINDOWS) 
    6.   
  
  
  
  6. #include  
    7.   
  
  
  
  7. #else 
    8.   
  
  
  
  8. int64 t_get_timestamp() 
    9.   
  
  
  
  9. { 
    10.   
  
  
  
  10.     return -1; 
    11.   
  
  
  
  11. } 
    12.   
  
  
  
  12. #endif 
    13.

有些人比較反感這樣的組織方式，一般都是 include 一個(gè) .h 頭文件，而這里通過(guò)平臺(tái)宏定義，include 不同的 .c 源文件，感覺怪怪的?!

其實(shí)，也有一些開源庫(kù)是這么干的，比如下面：

方案3

在上面方案2中，是在源代碼中填入不同平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)代碼。

其實(shí)可以換一種思路，既然已經(jīng)根據(jù)平臺(tái)的不同、放在不同的文件中了，那么可以讓不同的源文件加入到編譯過(guò)程中就可以了。

測(cè)試代碼是使用 cmake 工具來(lái)構(gòu)建的，因此可以編輯 CMakelists.txt 文件，來(lái)控制參與編譯的源文件。

CMakelists.txt 文件部分內(nèi)容

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. # 設(shè)置平臺(tái)變量 
    2.   
  
  
  
  2. if (CMAKE_SYSTEM_NAME MATCHES "Linux") 
    3.   
  
  
  
  3. set(PLATFORM linux) 
    4.   
  
  
  
  4. elseif (CMAKE_SYSTEM_NAME MATCHES "Windows") 
    5.   
  
  
  
  5. set(PLATFORM windows) 
    6.   
  
  
  
  6. endif() 
    7.   
  
  
  
  7.  
    8.   
  
  
  
  8. # 根據(jù)平臺(tái)變量，來(lái)編譯不同的源文件 
    9.   
  
  
  
  9. set(LIBSRC  t_time_${PLATFORM}.c) 
    10.

這樣的組織方式，感覺代碼更“干凈”一些。同樣的，我們也可以看到一些開源庫(kù)也是這么做的：

四、One More Thing

為了文章的篇幅，以上只是貼了代碼的片段。

我寫了一個(gè)最簡(jiǎn)單的 demo，使用 cmake 來(lái)構(gòu)建跨平臺(tái)的動(dòng)態(tài)庫(kù)、靜態(tài)庫(kù)、可執(zhí)行程序。寫這個(gè) demo 的目的，主要是作為一個(gè)外殼，來(lái)測(cè)試一些寫文章時(shí)的代碼。

在 Linux 平臺(tái)下，通過(guò) cmake 指令手動(dòng)編譯;在 Windows 平臺(tái)下，可以通過(guò) CLion 集成開發(fā)環(huán)境直接編譯、執(zhí)行，也可以通過(guò) cmake 工具直接生成 VS2017/2019 解決方案。

已經(jīng)把這個(gè) demo 放在 gitee 倉(cāng)庫(kù)中了，感興趣的小伙伴，請(qǐng)?jiān)诠娞?hào)回復(fù)：dg36，即可收到克隆地址。


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