基于C++語(yǔ)言跨平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

李俊超

摘 要 C++作為一種主流的編程語(yǔ)言，不僅繼承了C語(yǔ)言的編程效率，而且拓展了自身的語(yǔ)音特性，例如模板、泛型編程等，因此幾乎所有的平臺(tái)都支持C++語(yǔ)言，并得到了廣泛地應(yīng)用，然而在不同的平臺(tái)下，C++語(yǔ)言內(nèi)部變量的定義和擴(kuò)展功能卻不盡相同，這就給跨平臺(tái)軟件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)帶來(lái)了很大的困難。本文簡(jiǎn)要敘述跨平臺(tái)概念，并對(duì)C++跨平臺(tái)的開(kāi)發(fā)的影響因素以及設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析，提供了一些想法思路，希望能對(duì)跨平臺(tái)軟件的開(kāi)發(fā)起到一定的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞 C++語(yǔ)言 跨平臺(tái) 軟件開(kāi)發(fā) 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

20世紀(jì)70年代，Bell實(shí)驗(yàn)室首先開(kāi)發(fā)了C語(yǔ)言系列，經(jīng)過(guò)十年的演化變遷，80年代C++語(yǔ)言便應(yīng)運(yùn)而生。C++語(yǔ)言是C語(yǔ)言的改良進(jìn)化版本，除了沿用C語(yǔ)言直接運(yùn)行在機(jī)器上，不需要虛擬機(jī)作為中介的高效率特點(diǎn)之外，根據(jù)軟件開(kāi)發(fā)的需求還融入了虛函數(shù)、模板、操作符重載等特性功能，因此C++語(yǔ)言得到了特別廣泛地應(yīng)用。C++語(yǔ)言幾乎所有的平臺(tái)下進(jìn)行使用，然而在不同平臺(tái)之間的應(yīng)用時(shí)卻難以兼容，隨著多元化軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的需求日益增加，如何在軟件開(kāi)發(fā)中設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)C++語(yǔ)言跨平臺(tái)的方案將會(huì)是今后工作的重點(diǎn)。

跨平臺(tái)是軟件開(kāi)發(fā)中的常用概念，指的是在一個(gè)操作平臺(tái)Windows設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序在另一個(gè)操作平臺(tái)Linux下同樣能夠使用運(yùn)行，二者完全兼容。隨著當(dāng)前軟件工程的迅猛發(fā)展，跨平臺(tái)的軟件開(kāi)發(fā)能夠給應(yīng)用程序本身帶來(lái)巨大的市場(chǎng)潛力，與此同時(shí)，如果應(yīng)用軟件針對(duì)不同的CPU提供并測(cè)試各自的編譯版本，再發(fā)布到各自平臺(tái)上而產(chǎn)生不同的軟件版本，這樣的工作量是特別龐大的，因此，跨平臺(tái)的開(kāi)發(fā)致力于是應(yīng)用程序幾乎不做修改就能運(yùn)用到不同的平臺(tái)上。

1跨平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)的影響因素

在C++語(yǔ)言跨平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，除了各個(gè)平臺(tái)間差異性和兼容性之外，C++語(yǔ)言自身的特性以及編譯環(huán)境對(duì)其都有影響，無(wú)形之中加大了跨平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)的難度。

（1）不同平臺(tái)之間的差異性

軟件開(kāi)發(fā)中的編程語(yǔ)言并不能直接地作用于計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備，它們需要調(diào)用系統(tǒng)的API接口來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)的控制操作，然而目前許多操作平臺(tái)的API接口都有自己的標(biāo)準(zhǔn)，并且相互之間差異性較大，例如Windows系統(tǒng)和Unix系統(tǒng)之間的API接口的實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)現(xiàn)原理都不一樣，這就在很大程度上阻礙了同一款軟件應(yīng)用于不同平臺(tái)。在實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中，操作平臺(tái)的差異性會(huì)貫穿始終，從設(shè)計(jì)、代碼編寫(xiě)到最終測(cè)試都會(huì)涉及。

（2）編譯器的定義不同

編譯器的主要功能是根據(jù)特定的語(yǔ)言定義將源代碼轉(zhuǎn)變成為可執(zhí)行控制的指令，它顯然和C++語(yǔ)言的跨平臺(tái)應(yīng)用有著十分巨大的關(guān)聯(lián)，由于語(yǔ)言定義的不同，同一種源代碼在不同的編譯器中最終得到的控制指令也不盡相同，這也就造成了跨平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)難以開(kāi)展實(shí)現(xiàn)。例如目前Windows平臺(tái)上的Visual Studio C++編譯器和Linux平臺(tái)上的GCC編譯器適用于C++程序代碼的編譯，然而由于C++的許多語(yǔ)言特性的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)都留給了編譯器開(kāi)發(fā)商，每個(gè)開(kāi)發(fā)商對(duì)編譯器的定義不同，從而致使C++源代碼不能跨平臺(tái)編譯。

（3）編譯系統(tǒng)的不同

編譯系統(tǒng)可以簡(jiǎn)單到一個(gè)執(zhí)行編譯器和連接器的命令腳本，也可以復(fù)雜到整個(gè)命令程序的生成?？缙脚_(tái)的軟件開(kāi)發(fā)必須要使用一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的編譯系統(tǒng)，這樣才能達(dá)到對(duì)程序代碼執(zhí)行的一致性。例如Windows系統(tǒng)下的Visual Studio和Apple的Interface Builder編譯系統(tǒng)完全束縛了跨平臺(tái)編譯系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，這兩者之間的編譯定義、指令執(zhí)行都有著十分巨大的差別，往往同一個(gè)源代碼在各編譯系統(tǒng)中得到的編譯結(jié)果也完全不同，這也就導(dǎo)致跨平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)無(wú)從談起。

2 C++語(yǔ)言跨平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

C++語(yǔ)言跨平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)的實(shí)現(xiàn)還存在著一些因素的阻礙，因此，采取何種方法措施清除這些影響因素是實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。

（1）避免語(yǔ)言的擴(kuò)展特性

許多語(yǔ)言為了滿足軟件開(kāi)發(fā)的需求，往往會(huì)增添新的擴(kuò)展特性，然而新的特性由于缺乏長(zhǎng)期的實(shí)踐性和規(guī)范性，經(jīng)常出現(xiàn)沒(méi)有被確切測(cè)試和精確定義的意外情況，其中常常包含著許多的異常漏洞和非標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，另外跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)對(duì)于程序的異常十分敏感，稍有瑕疵就難以排除障礙，因此，在實(shí)際的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)使用C++的標(biāo)準(zhǔn)特性而避免使用其擴(kuò)展特性。

（2）建立跨平臺(tái)代碼庫(kù)

在跨平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，通常會(huì)遇到某些特性定義一個(gè)平臺(tái)上有而另一個(gè)平臺(tái)上沒(méi)有的問(wèn)題，例如Windows平臺(tái)有樹(shù)形控件和遞歸互斥體，DOS下沒(méi)有線程，Linux下的線程是依據(jù)進(jìn)程來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此這就需要建立跨平臺(tái)代碼庫(kù)來(lái)解決這一問(wèn)題，通過(guò)建立一套完善的跨平臺(tái)代碼庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)某些特性統(tǒng)一化。

（3）采用腳本文件進(jìn)行管理

一般來(lái)說(shuō)，軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中將會(huì)編寫(xiě)大量的代碼，特別是涉及到跨平臺(tái)領(lǐng)域時(shí)，這一問(wèn)題就顯現(xiàn)地格外嚴(yán)重，因此為了是代碼編寫(xiě)更加簡(jiǎn)單明了，通常使用腳本文件進(jìn)行管理。利用腳本文件在程序編譯之前將相關(guān)文件從中剝離出來(lái)，并分配到合適的位置上，然后再應(yīng)用程序的運(yùn)行過(guò)程中，再?gòu)呐渲梦募凶x取所需要的配置選項(xiàng)，另外在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中要盡量隔離平臺(tái)依賴程度較高的文件格式，而是采用腳本文件來(lái)進(jìn)行可控管理。

總而言之，隨著廣大用戶對(duì)軟件便利性和實(shí)用性功能的渴求，跨平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)將會(huì)成為軟件工程中的一門(mén)重要分支，同時(shí)也將是今后軟件工程發(fā)展的方向趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 羅莎.計(jì)算機(jī)中C語(yǔ)言的應(yīng)用特點(diǎn)分析[J].計(jì)算機(jī)光盤(pán)軟件與應(yīng)用，2012（05）.

[2] 楊鵬.基于C++語(yǔ)言的跨平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)[J].硅谷，2014（02）.