显示链接DLL中的类

最新推荐文章于 2023-04-23 15:26:07 发布

superhard_d

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文章标签： dll exe list 编译器 delete class

本文探讨了如何在DLL中显示链接C++类，包括利用虚函数表和通过GetProcAddress直接调用的方法。介绍了如何解决C++成员函数修饰名问题及如何转换成员函数指针。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

自己需要，翻了出来，不当之处请指教。

V. Rama Krishna

显示链接DLL中的类有时优于隐式链接。例如，若在运行期时应用程序无法找到DLL，应用程序可以给出一个错误信息而后继续运行。如果想让用户为应用程序提供插件，显示链接同样有用。在这种情况下可以显示加载DLL并且调用其中预定义的一组函数。

显示链接C/C++全局函数是很容易的。例如，假设想调用某个DLL中叫做ExportedFn的函数，可以像下面这样容易地导出函数（或者通过def文件）

extern "C" _declspec(dllexport)

void ExportedFn(int Param1, char* param2);

extern “C”连接指示符是必需的，否则C++编译器将为函数产生一个修饰名，函数将无法用”ExportedFn”这个名字导出，取而代之的是类似于”??ExportedFn@QAEX”这种形式。如果这个函数在一个叫做DLL1.dll的文件中，可执行文件客户端可以像下面这样调用这个函数：

HMODULE hMod = LoadLibrary("Dll1.dll");

typedef void (*PExportedFn)(int, char*);

PExportedFn pfnEF = (PExportedFn)GetProcAdress("ExportedFn");

pfnEF(1, "SomeString");

但如果要导出一个C++类的成员函数并显示链接它们会遇到两个问题。第一个问题是C++成员函数有修饰名（extern “C”不起作用）。第二个是C++规范不允许指向成员函数的指针被转换成其他类型（稍后我会用一个简单的方法实现这一点）。这两个问题限制了DLL中C++类的导出。在本文中我会展示一些方法来突破这些限制并显示链接DLL中的类。

这篇文章展示两种途径，另一个文章会里揭示另一种方法（delegation授权）

这三种方法分别是：

1．用虚函数表。这是COM的做法。

2．通过GetProcAddress直接调用。

本文以下面的类为例子

class A

{

private:

int m_nNum;

public:

A();

A(int n);

virtual ~A();

void SetNum(int n);

int GetNum();

};

两个不同的DLL中提供了两个类实例。一个客户端exe允许用户输入从加载类的DLL名，并输出结果。从这里下载范例工程。范例包含一个ExpClass.dsw工作区，其中三个工程有两个是DLL的，另一个是客户端exe的。代码展示了两种方法。

用虚函数表导出

这个方法基于COM。把成员函数声明为virtual，编译器会按照函数声明的顺序为所有的虚函数创建一个表。当创建一个该类的对象时，对象的头四个字节指向该表。如果把类A的声明改成：

class A

{

private:

int m_nNum;

public:

A();

A(int n);

virtual ~A();

virtual void SetNum(int n);

virtual int GetNum();

};

编译器创建了含有三个虚函数的表：构造函数，SetNum和GetNum（更改工程选项浏览源码的汇编，就能够实际观察到一个虚函数表被创建）

对象需要在DLL中创建。因为使用显示链接，故需要一些通过new操作符创建类对象的全局导出函数。为两个构造函数创建两个这样的函数：CreateObjectofA()和CreateObjectofA1(int)，然后导出它们。最终exe文件可以这样使用对象：

typedef A* (*PFNCreateA1)();

PFNCreateA1 pfnCreateA1 =

(PFNCreateA1)GetProcAddress(hMod, TEXT("CreateObjectofA1"));

A* a = (pfnCreateA1)();

a->SetNum(1);

_tprintf(TEXT("Value of m_nNum in a is %d/n"),a->GetNum());

delete a;

有一点需要注意，就是对象是CreateObjectofA函数new出来的，exe应该把它delete掉。

extern "C" __declspec(dllexport) A* CreateObjectofA1()

{

return new A();

}

如果想让用户为应用程序提供插件，这个方法非常有用。该方法的缺点是，必须在DLL中为类申请空间。如果客户端想用其他申请内存空间的方式来创建对象，这种方法就做不到了。

下一个方法涉及直接通过GetProcAddress得到并调用函数。问题的关键是把GetProcAddress返回的FARPROC转换成指向成员变量的指针。幸运的是，通过C++模板和联合体可以轻松的做到。所需做的是把类定义成下面这个样子：

template<class Dest, class Src>

Dest force_cast(Src src)

{

union

{

Dest d;

Src s;

} convertor;

convertor.s = src;

return convertor.d;

}

上面的函数比reinterpret_cast更有效，可以转换任意类型的变量。例如，定义一个指针类型：

typedef void (A::*PSetNum)(int);

可以通过下面的方法，简单地把FARPROC类型的指针fp转换成PsetNum类型

FARPROC fp;

PSetNum psn = force_cast<PSetNum>(fp);

这是Reinterpret_cast或者C-Style转换无法实现的。

已经找到了一种把FARPROC转换成成员函数指针的方法，来看看通过友好名字导出C++的成员函数。这可以通过.def文件实现。

第一步是找到每个需要导出的函数的修饰名，这点可以使用映射文件或产生汇编列表的方法实现。函数可用下面.def文件的语法，通过友好名字导出：

EXPORTS

ConstructorOfA1 = ??0A@@QAE@XZ PRIVATE

ConstructorOfA2 = ??0A@@QAE@H@Z PRIVATE

SetNumOfA = ?SetNum@A@@UAEXH@Z PRIVATE

GetNumOfA = ?GetNum@A@@UAEHXZ PRIVATE

DestructorOfA = ??1A@@UAE@XZ PRIVATE

函数通过更友好的名字导出，下面是调用函数的方法

typedef void (A::*PfnConstructorOfA1)();

typedef void (A::*PfnConstructorOfA2)(int);

typedef void (A::*PfnDestructorOfA)();

typedef void (A::*PfnSetNumOfA)(int);

typedef int (A::*PfnGetNumOfA)();

A* a1 = (A*)_alloca(sizeof(A));

PfnConstructorOfA1 pfnConsA =

force_cast<PfnConstructorOfA1>(GetProcAddress(hMod,TEXT("ConstructorOfA1")));

(a1->*pfnConsA)();

PfnSetNumOfA pfnSetNumA =force_cast<PfnSetNumOfA>(GetProcAddress(hMod,

TEXT("SetNumOfA")));

(a1->*pfnSetNumA)(1);

PfnGetNumOfA pfnGetNumA =force_cast<PfnGetNumOfA>(GetProcAddress(hMod,

TEXT("GetNumOfA")));

_tprintf(TEXT("Value of m_nNum in a is %d/n"),(a1->*pfnGetNumA)());

PfnDestructorOfA pfnDestA =force_cast<PfnDestructorOfA>(GetProcAddress(hMod,

TEXT("DestructorOfA")));

(a1->*pfnDestA)();

值得注意的一件有趣的事情是，构造函数和析构函数都是显示调用的。这可能是类构造函数可被显示调用的唯一的方法。另一处值得注意的是，对象用alloca函数从栈上申请内存（如果想从堆上申请空间，用malloc函数）。这是因为通过new或者仅仅声明一个A类型的对象，A的构造函数会自动调用。因为A的构造函数在DLL中实现，并且不隐式地链接到DLL，所以不希望是这样。不必显示调用构造函数和析构函数，可以像下面这样在exe文件中实现构造函数：