重构遗留C代码 – 使用extern声明来帮助拆分模块(潜在的链接和运行时问题)

2023年5月15日 164次阅读

我正在重构一些旧的遗留代码,用C语言编写.代码紧密耦合,我正在努力将其重构为清晰的逻辑,松耦合模块.

在我早期的迭代中,我设法确定了逻辑模块 – 然而紧密耦合导致了我的问题,因为许多函数都对系统的其他部分有深入的了解.

我打算解决这个问题的方法是使用extern声明.希望下面的伪代码解释了这种情况：

假设我有两个逻辑上独立的模块Foo和FooBar.每个模块都要构建到一个单独的库中(FooBar模块依赖于Foo模块).

/*######################################*/
/*             Foo Module               */
/*######################################*/
/*  Foo.h */
#ifndef FOO_MODULE_H
#define FOO_MODULE_H

void foo(int id);
int do_something();
...

#endif /* FOO_MODULE_H */


/* Foo.c */
#include "Foo.h"
extern int foobar();  /* defined in FooBar module (a separate library) */


void foo(int id){
    int var;

    switch (id){
        case 1:
            var = do_something();
            break;

        case 2:
            /* the module that gets here, has the required functions defined in it */
            var = foobar();
    }

    return var;
}



/*###############################*/
/*        FOOBar module          */
/*###############################*/

/* FooBar.h */

#ifndef FOOBAR_MODULE_H
#define FOOBAR_MODULE_H

#include "Foo.h"

int foobar();
void do_something_else();
...

#endif /* FOOBAR_MODULE_H */


/* source file */
int foobar(){
    return 42;
}

void do_something_else(){
   int ret = foo(2);
   printf("Function returned: %d", ret);
}

这是将现有代码重构为逻辑上独立的模块的有效方法,同时允许链接到libfoo.so和libfoobar.so的可执行文件继续正常工作吗？

我的基本假设是链接到libfoo.so的模块将无法解析foobar() – 但这应该没问题,因为它们不需要该函数,因此它们永远不必调用它.另一方面,对于链接到libfoobar.so的模块,当它们调用foo()时,`foobar()将被解析(函数定义在模块中).

我上面描述的方案是否会像我期望的那样工作,或者是否有一些我失踪的问题？

最佳答案 我尝试将你的文件编译成共享库,然后使用它们(我使用cygwin).

这是为了Foo：

cm@Gregor-PC ~/src
$gcc -I. -c --shared -o libFoo.so Foo.c

使用bin util nm,你可以检查符号(grep为’foo’来限制输出)

cm@Gregor-PC ~/src
$nm libFoo.so | grep foo
0000000a T _foo
         U _foobar

它给出了一个偏移量并且表示终止的’T’告诉你符号是在lib中定义的.

现在,FooBar lib必须与Foo链接才能拥有foo符号

cm@Gregor-PC ~/src
$gcc -I. -L. --shared -o libFooBar.so FooBar.c libFoo.so

cm@Gregor-PC ~/src
$nm libFooBar.so | grep foo
61f0111e T _foo
61f010e0 T _foobar

有了这个,我只能编译FooBar并将foo作为已知符号：

cm@Gregor-PC ~/src
$gcc -I. -o tst1 tst1.c libFooBar.so
cm@Gregor-PC ~/src
$./tst1
Function returned: 42

所以似乎工作正常.

您可以通过包含仅包含公共数据类型,导出函数原型(声明为extern)甚至公共全局变量或常量的头文件来改进模块化C代码的方法.这样的头文件声明了模块的接口,并且必须包含在使用模块的地方.

在模块章节中,精彩的书籍‘Functional C’(Hartel,Muller,1997,Addison Wesley,link)对此进行了更详细的解释.

好处是您的依赖关系更清晰(在源文件中包含),并且您不必在Foo源中具有那种难看的extern声明.

对于你的例子：

/*  Foo.h */
extern int foo(int id); /* exported to FooBar */

/* FooBar.h */

extern int foobar(); /* export to Foo */
extern void do_something_else(); /* export to tst1 */


/* Foo.c */
#include <Foo.h>
#include <FooBar.h>


int do_something() {
  return 11;
}

int foo(int id){
    int var;

    switch (id){
        case 1:
            var = do_something();
            break;

        case 2:
            /* the module that gets here, has the required functions defined in it */
            var = foobar();
    }

    return var;
}

/* FooBar.c */

#include <stdio.h>
#include <Foo.h>
#include <FooBar.h>

int foobar(){
    return 42;
}

void do_something_else(){
   int ret = foo(2);
   printf("Function returned: %d", ret);
}
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