最新电子科大李老师Linux实验四.docx
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最新电子科大李老师Linux实验四
电子科大李老师Linux实验四
电子科技大学
实验报告
学生姓名：
学号：
指导教师：
李林
实验地点：
实验时间：
Csdn全部资源下载地址：
一、实验室名称：
Linux环境高级编程实验室
二、实验项目名称：
插件框架实验
三、实验学时：
4学时
四、实验目的：
需要说明为什么要进行本次实验
五、实验内容：
⏹版本1：
开发一个程序，向屏幕打印“HelloWorld”；
在不重新编译链接原程序的前提下，将打印的文字改为“HelloChina”
思想：
将打印函数编译为一个动态链接库文件，然后测试程序用显式调用的方式，加载动态链接库，并调用其中的打印函数。
此后要改变输出内容，只需要重新编译动态链接库文件，而无需对测试程序进行修改。
动态链接库源文件代码（导出打印函数），print.cpp：
#include
usingnamespacestd;
//打印函数定义
extern"C"voidPrint（）
{
cout<<"HelloWorld!
"<}
测试程序源代码，test.cpp：
#include
#include
usingnamespacestd;
//主程序，测试动态链接库
intmain（）
{
//打开动态链接库文件
void*handle=dlopen（"./libprint.so",RTLD_LAZY）;
if（handle==0）//打开失败
{
cout<<"dlopenerror"<return0;
}
//定义一个函数指针类型
typedefvoid（*FUNC_PRINT）（）;
//映射打印函数地址
FUNC_PRINTdl_print=（FUNC_PRINT）dlsym（handle,"Print"）;
if（dl_print==0）
{
cout<<"dlsymerror"<return0;
}
//调用打印函数
（dl_print）（）;
//卸载动态链接库
dlclose（handle）;
return0;
}
先编译测试程序
再编译动态链接库
运行测试程序，输出HelloWorld
修改print.cpp里的输出内容为HelloChina
重新编译动态链接库文件之后，再运行测试程序，输出了HelloChina
⏹版本2要求：
同时要打印“HelloWorld”，打印“HelloChina”，甚至同时打印未来才会增加的其他打印信息
打印未来的这些信息，也不能重新编译链接原程序
思想：
使用插件的思想，将所有的动态链接库文件放置在一个plugin的文件夹中，然后测试程序去遍历该目录，依次打开所有的动态链接库文件，并调用其中的Print函数。
另外遍历目录获取动态链接库文件名这个任务，定义一个单独的工具类来实现。
第一个动态链接库源代码，print_world.cpp：
#include
usingnamespacestd;
//打印函数定义
extern"C"voidPrint（）
{
cout<<"HelloWorld!
"<}
第二个动态链接库源代码，print_china.cpp：
#include
usingnamespacestd;
//打印函数定义
extern"C"voidPrint（）
{
cout<<"HelloChina!
"<}
插件文件搜索类头文件，CPluginSeacher.h：
#ifndefCPLUGINSEARCHER_H
#defineCPLUGINSEARCHER_H
#include
#include
usingnamespacestd;
//插件搜索类声明
classCPluginSeacher
{
public:
CPluginSeacher（）;
virtual~CPluginSeacher（）;
//获取所有的插件文件名
boolGetPluginNames（vector&vstrPluginNames）;
};
#endif
插件文件搜索类源文件，CPluginSeacher.cpp：
#include"CPluginSeacher.h"
#include
#include
CPluginSeacher:
:
CPluginSeacher（）
{
}
CPluginSeacher:
:
~CPluginSeacher（）
{
}
//获取所有的插件文件名
boolCPluginSeacher:
:
GetPluginNames（vector&vstrPluginNames）
{
//打开当前目录下的plugin目录
DIR*dir=opendir（"./plugin"）;
if（dir==0）
returnfalse;
//循环读取所有文件
for（;;）
{
//读一个文件
structdirent*pentry=readdir（dir）;
if（pentry==0）
break;
//当前目录，跳过
if（strcmp（pentry->d_name,"."）==0）
continue;
//上级目录，跳过
if（strcmp（pentry->d_name,".."）==0）
continue;
//其它文件，则加上目录前缀，保存到数组中
stringstr="./plugin/";
str+=pentry->d_name;
vstrPluginNames.push_back（str）;
}
//关闭目录
closedir（dir）;
returntrue;
}
测试程序源文件，test.cpp：
#include
#include
#include"CPluginSeacher.h"
usingnamespacestd;
//主程序，测试遍历目录，调用所有动态链接库
intmain（）
{
//存放所有动态链接库的文件名
vectorvstrPluginNames;
//定义插件搜索类对象
CPluginSeacherenumerator;
//获取所有的插件文件名
if（!
enumerator.GetPluginNames（vstrPluginNames））
{
cout<<"GetPluginNameserror"<return0;
}
//遍历文件名数组，依次打开并调用
for（inti=0;i{
//打开动态链接库文件
void*handle=dlopen（vstrPluginNames[i].c_str（）,RTLD_LAZY）;
if（handle==0）
{
cout<<"dlopenerror"<return0;
}
//定义一个函数指针类型
typedefvoid（*FUNC_PRINT）（）;
//映射打印函数地址
FUNC_PRINTdl_print=（FUNC_PRINT）dlsym（handle,"Print"）;
if（dl_print==0）
{
cout<<"dlsymerror"<return0;
}
//调用打印函数
（dl_print）（）;
//卸载动态链接库
dlclose（handle）;
}
return0;
}
先编译测试程序
再编译两个插件（动态链接库）
把两个插件放到plugin目录
运行测试程序，正确调用了所有插件中定义的打印函数
⏹版本3要求：
⏹版本2是同时调用所有插件的打印功能，现在要求一次只调用一种功能
⏹3-1：
通过命令行方式：
./a.outhelp，输出所有插件实现的功能ID，以及该功能ID对应的功能描述（参考代码3）
⏹3-2：
通过命令行方式：
./a.outFuncID，调用具体打印功能（每个插件导出GetID接口）
思想：
每一个插件要导出三个函数，分别是Print、Help和GetID。
程序启动后，加载所有插件，把它们的导出函数的地址用三个vector分别保存起来。
然后根据用户的输入，进行对应的调用。
插件1源代码，print_world.cpp
#include
usingnamespacestd;
//打印函数定义
extern"C"voidPrint（）
{
cout<<"HelloWorld!
"<}
//帮助函数
extern"C"voidHelp（）
{
cout<<"Thisfunctionprints'HelloWorld!
'"<}
//返回插件功能ID
extern"C"intGetID（）
{
return1;
}
插件2源代码，print_china.cpp
#include
usingnamespacestd;
//打印函数定义
extern"C"voidPrint（）
{
cout<<"HelloChina!
"<}
//帮助函数
extern"C"voidHelp（）
{
cout<<"Thisfunctionprints'HelloChina!
'"<}
//返回插件功能ID
extern"C"intGetID（）
{
return2;
}
插件文件搜索类的代码与上相同，省略。
。
。
测试程序代码，test.cpp
#include
#include
#include
#include
#include"CPluginSeacher.h"
usingnamespacestd;
//打印函数指针类型
typedefvoid（*FUNC_PRINT）（）;
//帮助函数指针类型
typedefvoid（*FUNC_HELP）（）;
//获取ID函数的指针类型
typedefint（*FUNC_GETID）（）;
//主程序，测试代码
intmain（intargc,char*argv[]）
{
//存放所有插件的文件名
vectorvstrPluginNames;
//定义插件搜索类对象
CPluginSeacherenumerator;
//获取所有的插件文件名
if（!
enumerator.GetPluginNames（vstrPluginNames））
{
cout<<"GetPluginNameserror"<return0;
}
intpluginCount=0;
vectorvecPrint;
vectorvecHelp;
vectorvecGetid;
//遍历文件名数组，依次打开并获取导出函数地址
for（inti=0;i{
//打开动态链接库文件
void*handle=dlopen（vstrPluginNames[i].c_str（）,RTLD_LAZY）;
if（handle==0）
{
cout<<"dlopenerror"<return0;
}
//获取打印函数地址
vecPrint.push_back（（FUNC_PRINT）dlsym（handle,"Print"））;
//获取帮助印函数地址
vecHelp.push_back（（FUNC_HELP）dlsym（handle,"Help"））;
//获取ID函数地址
vecGetid.push_back（（FUNC_GETID）dlsym（handle,"GetID"））;
++pluginCount;
}
//获取用户输入的参数
if（argc>1）{
char*param=argv[1];
if（!
strcmp（param,"help"））//用户输入的是help
{
//循环，显示所有插件的功能ID和帮助信息
for（inti=0;i{
cout<";//输出ID
vecHelp[i]（）;//调用帮助信息函数
}
}
else//用户可能输入的是功能ID
{
intid=atoi（param）;
//循环，找出该功能
for（inti=0;iif（vecGetid[i]（）==id）//找到了
vecPrint[i]（）;//调用其打印函数
}
}
return0;
}
先编译测试程序
编译插件1
编译插件2
将两个插件放入plugin目录
测试帮助信息
调用功能1
调用功能2
⏹版本4要求：
⏹在版本3中，插件导出了Print、GetID、Help三个函数，主程序需要使用多个容器分别保存这些函数地址
⏹在复杂的业务逻辑中，导出的函数可能更多，若还按照版本3的方式，代码维护性不佳
⏹将三个导出函数都放在一个类中，让插件外部获取该类的对象
思想：
定义一个插件接口类，所有插件类继承自这个接口类，并覆盖其中的三个方法，然后动态链接库的导出函数，返回类型为父类指针类型，创建一个插件类对象，返回其指针即可。
插件接口类代码，CPluginInterface.h
#ifndefCPLUGININTERFACE_H_
#defineCPLUGININTERFACE_H_
classCPluginInterface
{
public:
virtualvoidPrint（）{};
virtualvoidHelp（）{};
virtualintGetID（）{return0;};
CPluginInterface（）{};
~CPluginInterface（）{};
};
#endif
插件1代码，print_world.cpp
#include
#include"CPluginInterface.h"
usingnamespacestd;
classPlugin:
publicCPluginInterface{
public:
Plugin（）
{
}
virtualvoidPrint（）
{
cout<<"HelloWorld!
"<}
virtualvoidHelp（）
{
cout<<"Thisfunctionprints'HelloWorld!
'"<}
virtualintGetID（）
{
return1;
}
};
//获取插件接口对象
extern"C"CPluginInterface*getInterface（）
{
staticPluginplugin;
return&plugin;
}
插件2代码，print_china.cpp
#include
#include"CPluginInterface.h"
usingnamespacestd;
classPlugin:
publicCPluginInterface{
public:
Plugin（）
{
}
virtualvoidPrint（）
{
cout<<"HelloChina!
"<}
virtualvoidHelp（）
{
cout<<"Thisfunctionprints'HelloChina!
'"<}
virtualintGetID（）
{
return2;
}
};
//获取插件接口对象
extern"C"CPluginInterface*getInterface（）
{
staticPluginplugin;
return&plugin;
}
插件文件搜索类的代码与上相同，省略。
。
。
测试程序代码，test.cpp
#include
#include
#include
#include
#include"CPluginSeacher.h"
#include"CPluginInterface.h"
usingnamespacestd;
//导出函数的指针类型
typedefCPluginInterface*（*FUNC_GETINTERFACE）（）;
//主程序，测试代码
intmain（intargc,char*argv[]）
{
//存放所有插件的文件名
vectorvstrPluginNames;
//定义插件搜索类对象
CPluginSeacherenumerator;
//获取所有的插件文件名
if（!
enumerator.GetPluginNames（vstrPluginNames））
{
cout<<"GetPluginNameserror"<return0;
}
intpluginCount=0;
vectorvecPluginIfs;
//遍历文件名数组，依次打开并获取导出的接口对象
for（inti=0;i{
//打开动态链接库文件
void*handle=dlopen（vstrPluginNames[i].c_str（）,RTLD_LAZY）;
if（handle==0）
{
cout<<"dlopenerror"<return0;
}
//获取导出的接口对象指针
FUNC_GETINTERFACEfunc=（FUNC_GETINTERFACE）dlsym（handle,"getInterface"）;
//获取接口对象指针
CPluginInterface*pInterface=func（）;
//指针存到数组
vecPluginIfs.push_back（pInterface）;
++pluginCount;
}
//获取用户输入的参数
if（argc>1）{
char*param=argv[1];
if（!
strcmp（param,"help"））//用户输入的是help
{
//循环，显示所有插件的功能ID和帮助信息
for（inti=0;i{
cout<GetID（）<<":
";//调用输出ID
vecPluginIfs[i]->Help（）;//调用帮助信息函数
}
}
else//用户可能输入的是功能ID
{
intid=atoi（param）;
//循环，找出该功能
for（inti=0;iif（vecPluginIfs[i]->GetID（）==id）//找到了
vecPluginIfs[i]->Print（）;//调用其打印函数
}
}
return0;
}
先编译测试程序
编译插件1和2
把插件放入plugin目录
测试帮助函数
测试插件1的功能
测试插件2的功能
六、实验步骤：
PPT上的4个版本程序
七、总结及心得体会：
经过本次实验，我学习了Linux动态链接库的编写和使用，学习了插件框架的基本设计方法。
八、对本实验过程及方法、手段的改进建议：
报告评分：
指导教师签字：
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