编辑“︁C++ 可移植性”︁

= C++可移植性 =

'''C++可移植性'''（Portability）是指C++代码在不同平台（操作系统、硬件架构、编译器）上无需修改或仅需少量修改即可正确编译和运行的能力。这是现代软件开发的核心需求之一，特别是在跨平台应用、嵌入式系统和开源项目中尤为重要。

== 核心概念 ==

可移植性主要涉及以下三个层面：

1. '''语言标准兼容性'''：遵循ISO C++标准（如C++17、C++20）编写代码
2. '''平台抽象'''：避免直接依赖特定平台的API或特性
3. '''数据类型一致性'''：处理不同平台上数据类型大小的差异

<mermaid>
graph TD
    A[C++可移植性] --> B[标准兼容]
    A --> C[平台抽象]
    A --> D[数据类型]
    B --> E[避免编译器扩展]
    C --> F[使用跨平台库]
    D --> G[使用固定大小类型]
</mermaid>

== 关键实践 ==

=== 1. 遵循C++标准 ===

优先使用标准库而非平台特定功能。例如：

<syntaxhighlight lang="cpp">
// 可移植的文件操作
#include <fstream>

void writeFile() {
    std::ofstream file("data.txt");
    file << "跨平台内容\n";
}
</syntaxhighlight>

'''不可移植'''的替代方案（Windows API）：
<syntaxhighlight lang="cpp">
// 不可移植的Windows特定代码
#include <windows.h>

void writeFile() {
    HANDLE file = CreateFile("data.txt", ...);
    WriteFile(file, "仅Windows可用", ...);
}
</syntaxhighlight>

=== 2. 处理数据类型差异 ===

使用<cstdint>中的固定大小类型：

<syntaxhighlight lang="cpp">
#include <cstdint>

void processData() {
    int32_t guaranteed32Bit;  // 保证32位有符号整数
    uint64_t guaranteed64BitUnsigned;  // 保证64位无符号整数
}
</syntaxhighlight>

'''潜在问题'''：基本类型如<code>int</code>在不同平台可能有不同大小：
* 16位（某些嵌入式系统）
* 32位（多数现代系统）
* 64位（某些特殊环境）

=== 3. 字节序处理 ===

网络通信或二进制文件处理时需要考虑字节序：

<syntaxhighlight lang="cpp">
#include <cstdint>
#include <arpa/inet.h>  // POSIX，Linux/macOS可用

uint32_t hostToNetwork(uint32_t hostLong) {
    return htonl(hostLong);  // 主机字节序转网络字节序
}

// 跨平台替代方案
uint32_t portableSwap(uint32_t value) {
    return ((value & 0xFF) << 24) |
           ((value & 0xFF00) << 8) |
           ((value >> 8) & 0xFF00) |
           ((value >> 24) & 0xFF);
}
</syntaxhighlight>

== 实际案例 ==

=== 案例1：跨平台路径处理 ===

<syntaxhighlight lang="cpp">
#include <filesystem>  // C++17起

void processPath() {
    // 使用标准库而非硬编码分隔符
    auto path = std::filesystem::path("data") / "subdir" / "file.txt";
    
    // 自动适应:
    // - Windows: data\subdir\file.txt
    // Unix-like: data/subdir/file.txt
}
</syntaxhighlight>

=== 案例2：条件编译 ===

当必须使用平台特定代码时：

<syntaxhighlight lang="cpp">
#ifdef _WIN32
    #include <windows.h>
    void platformSleep(int ms) { Sleep(ms); }
#else
    #include <unistd.h>
    void platformSleep(int ms) { usleep(ms * 1000); }
#endif
</syntaxhighlight>

== 数学公式表示 ==

字节序转换公式（32位）：

<math>
\begin{align}
\mathrm{network\_long} &= (\mathrm{host\_long} \gg 24) \& 0x000000FF \\
                      &| (\mathrm{host\_long} \gg 8) \& 0x0000FF00 \\
                      &| (\mathrm{host\_long} \ll 8) \& 0x00FF0000 \\
                      &| (\mathrm{host\_long} \ll 24) \& 0xFF000000
\end{align}
</math>

== 最佳实践总结 ==

{| class="wikitable"
|-
! 实践 !! 说明 !! 示例
|-
| 使用标准库 || 优先选择ISO C++标准而非平台API || <code>std::thread</code>而非<code>pthread_create</code>
|-
| 固定大小类型 || 明确数据大小要求 || <code>int32_t</code>, <code>uint64_t</code>
|-
| 避免编译器扩展 || 禁用非标准特性 || GCC: <code>-pedantic-errors</code>
|-
| 抽象平台差异 || 通过接口隔离平台代码 || 创建<code>Platform</code>抽象类
|-
| 测试多平台 || 实际验证不同环境 || CI/CD中的多平台测试
|}

== 进阶主题 ==

* '''ABI兼容性'''：二进制接口在不同编译器版本间的稳定性
* '''浮点一致性'''：不同硬件浮点处理差异（如x87 vs SSE）
* '''Unicode处理'''：跨平台的字符编码处理（UTF-8/16/32）

通过遵循这些原则，C++开发者可以创建出能在Windows、Linux、macOS、嵌入式系统等多种环境中稳定运行的应用程序。

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[[Category:C++]]
[[Category:C++ 最佳实践]]