静态库;未使用的符号;标头中的定义

Question

我正在为嵌入式系统创建一个HAL，其中一部分是重新创建printf功能(通过一个名为Printer的类(。因为它是一个嵌入式系统，所以代码空间至关重要，我想默认排除printf中的浮点支持，但允许我的 HAL 的用户逐个项目包含它，而无需重新编译我的库。

我的所有类在头文件中都有内联的方法定义。

printer.h看起来像...

class Printer {
    public:
        Printer (const PrintCapable *printCapable)
             : m_printCapable(printCapable) {}
        void put_char (const char c) { ... }
#ifdef ENABLE_PRINT_FLOAT
        void put_float (const float f) { ... }
#endif
        void printf (const char fmt[], ...) {
            // Stuffs...
#ifdef ENABLE_PRINT_FLOAT
            // Handle floating point support
#endif
        }
    private:
        const PrintCapable *m_printCapable;
}
// Make it very easy for the user of this library to print by defining an instance for them
extern Printer out;

现在，我的理解是，这应该很好用。

printer.cpp很好，很简单：

#include <printer.h>
#include <uart/simplexuart.h>
const SimplexUART _g_simplexUart;
const Printer     out(&_g_simplexUart);

不必要的代码膨胀：如果我在未定义ENABLE_PRINT_FLOAT的情况下编译我的库，则代码大小为 9,216 kB。

必要的代码膨胀：如果我用ENABLE_PRINT_FLOAT编译库和项目，代码大小为 9,348 kB。

必要的代码膨胀....哦，等等，它并不臃肿：如果我在没有ENABLE_PRINT_FLOAT的情况下编译项目和库，我希望看到与上面相同的内容。但是不...相反，我的代码大小为 7,092 kB，程序无法正确执行。

最小尺寸：如果我编译两者都是在没有ENABLE_PRINT_FLOAT的情况下编译的，那么代码大小只有 6,960 kB。

如何实现小代码大小、灵活类和易于使用的目标？

构建系统是CMake。完整的项目源代码在这里。

主文件很好，很简单：

#include <printer.h>
void main () {
    int i = 0;
    while (1) {
        out.printf("Hello world! %u %05.2fn", i, i / 10.0);
        ++i;
        delay(250); // 1/4 second delay
    }
}

Answer 1

如果你在不同的翻译单元中对inline函数有不同的定义，你就有未定义的行为。由于您的printf()定义会随着ENABLE_PRINT_FLOAT宏的设置而变化，因此您只会看到此效果。

通常，如果编译器认为函数太复杂，它不会内联函数。它将创建行外实现并在链接时选择一个随机实现。由于都是一样的，随机选择是可以的......哦，等等，它们是不同的，程序可能会被破坏。

您可以将浮点支持作为printf()函数的模板参数：该函数将使用

out.printf<false>("%dn", i);
out.printf<true>("%f", f);

printf()的实现将委托给合适的内部函数(让编译器在它们相同的地方合并定义(，false情况下禁用浮点支持：它什么都不做、失败或断言。

首先

不做任何条件支持，而是使用类似流的接口可能更简单：由于不同类型的格式化函数是分开的，因此只拾取实际使用的那些。

如果您的库可以选择使用 C++11，您可以使用可变参数模板来处理这种情况：单个格式化程序将作为单独的函数实现，这些函数被调度到内部printf()：这样就没有printf()函数需要处理所有格式。相反，只会拉入所需的类型格式化程序。实现可能如下所示：

inline char const* format(char const* fmt, int value) {
    // find format specifier and format value accordingly
    // then adjust fmt to point right after the processed format specifier
    return fmt;
}
inline char const* format(char const* fmt, double value) {
    // like the other but different
}
// othe formatters
inline int printf(char const* fmt) { return 0; }
template <typename A, typename... T>
inline int printf(char const* fmt, A&& arg, T&& args) {
    fmt = format(fmt, std::forward<A>(arg));
    return 1 + printf(fmt, std::forward<T>(args));
)

显然，有不同的方法可以分解不同格式化程序之间的公共代码。但是，整体想法应该有效。理想情况下，泛型代码将尽可能少地工作，让编译器在不同用途之间合并所有非平凡的代码。作为一个很好的副作用，此实现可以确保格式说明符与正在传递的对象匹配，并产生适当的错误或以某种方式适当地处理格式。