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【轉】C Runtime Library 的來歷, API, STL, MFC, ATL關系

 剛接觸Windows開發時,為了快速入門查了不少資料,沒想到看的越多,腦袋越糊涂。因為寫同一種功能的程序,找到的例程風格截然不同。拿C程序來說,有些API的名稱都很長,都是沒見過的變量類型而且全大寫;有些跟熟悉的Linux環境C開發差不多,標準短小的C函數名。再比如某些C++程序,用的標準類也會有不同。后來專門花了點功夫,才了解Windows平臺下的開發有多個不同的體系:標準C,Windows API,MFC,STL。這些都是預先編寫好的庫,實際開發時選哪個,取決于項目的規模和性質、程序的風格,還有個人的喜好。

一、自由世界中的C\C++

1. CRT

運行時庫就是C Run-Time Library,是C而非C++語言世界的概念。取這個名字就是因為你的C程序運行時需要這些庫中的函數。

C語言是所謂的“小內核”語言,就其語言本身來說很小(不多的關鍵字,程序流程控制,數據類型等);所以,C語言內核開發出來之后, Dennis Ritchie 和 Brian Kernighan 就用C本身重寫了 90% 以上的 UNIX 系統函數,并且把其中最常用的部分獨立出來,形成頭文件和對應的 LIBRARY,C run-time library 就是這樣形成的。

隨后,隨著C語言的流行,各個C編譯器的生產商/個體/團體都遵循老的傳統,在不同平臺上都有相對應的 Standard Library,但大部分實現都是與各個平臺有關的。由于各個C編譯器對C的支持和理解有很多分歧和微妙的差別,所以就有了ANSI C;ANSI C(主觀意圖上)詳細的規定了 C 語言各個要素的具體含義和編譯器實現要求,引進了新的函數聲明方式,同時訂立了 Standard Library 的標準形式。所以C運行時庫由編譯器生產商提供。至于由其他廠商/個人/團體提供的頭文件和庫函數,應當稱為第三方 C 運行庫(Third party C run-time libraries)。

C Run-Time Library里面含有初始化代碼,還有錯誤處理代碼(例如divide by zero處理)。你寫的程序可以沒有 math庫,程序照樣運行,只是不能處理復雜的數學運算,不過如果沒有了C Run-Time Library,main()就不會被調用,exit()也不能被響應。因為C Run-Time Library包含了C程序運行的最基本和最常用的函數。

2. Standard C++ Library

到了 C++ 世界里,有另外一個概念:Standard C++ Library,它包括了上面所說的C Run-Time Library和STL。包含C Run-Time Library的原因很明顯,C++ 是 C 的超集,沒有理由再重新來一個 C ++ run-time library。VC針對C++ 加入的Standard C++ Library主要包括:LIBCP.LIB, LIBCPMT.LIB和 MSVCPRT.LIB。

二、Microsoft的C\C++

1. Windows中的CRT

CRT原先是指Microsoft開發的C Runtime Library,用于操作系統的開發及運行。后來在此基礎上開發了C++ Runtime Library,所以現在CRT是指Microsoft開發的C/C++ Runtime Library。在VC的CRT/SRC目錄下,可以看到CRT的源碼,不僅有C的,也有C++的。

CRT原先的目的就是支持操作系統的運行。因為Windows操作系統除匯編部分外,都是用C/C++編寫的,所以內核及許多關鍵服務都在CRT上運行(它們都采用dll技術動態鏈接)。此外,用 VC編寫的C/C++程序也用到它們(可以動態鏈接,也可以靜態鏈接,前者運行時需要系統中已安裝CRT的dll,后者不需要)。可以說,CRT就是 Microsoft編寫Windows時使用的低層類庫。然后,它又被當作C++標準庫的一個實現包含在了VC系列中;我們在VC中使用的C++標準庫,其實就是CRT的一個真子集(少了C++標準所不包含的代碼,特別是大量的低層C代碼)

C++標準,是C++的通用語言規范,指導所有C ++使用者。而CRT的其中一部分可以看作是Microsoft開發的一個C++標準庫實現(其實也確實如此,Microsoft在開發CRT時,參考了正在標準化過程中的C++語言規范)。它與C++標準有一定的差距,部分原因是,在C++沒有完成標準化之前,CRT已經開發并投入使用了。為了向下兼容以前的Windows代碼,早期的CRT與C++標準總有一定的差距。但是CRT確實在不斷的改進中。VC6帶的CRT與C++標準還有比較大的差距,而 VC8的幾乎完全符合C++標準了。

2. Windows中的CRT與Windows API

至于CRT與WINDOWS API的關系,與許多人理解的相反,WINDOWS API作為Windows的一部份,是在CRT的基礎上開發的。你可以將Windows(及其API)看作一個項目,而這個項目使用的語言是匯編/C/C ++,使用的類庫就是CRT。所以,離開CRT,Windows API也無法使用的。

在編寫操作系統時,你需要一個合適的低層庫,以便完成一些基本的、多次重復的工作。于是,就有了CRT。在最低層的時候,根本連DLL這個概念都沒有的,所以CRT的源代碼只能做成lib,被靜態鏈接。然后,隨著Windows越做越復雜,Microsoft提出了API的概念,它提供Windows開發者一組接口,可以直接操作Windows,這就是Windows API了。當然,Windows API也是在CRT之上編寫的。

接著,Microsoft想給予C/C++程序員以足夠的支持,除了原始CRT之外,還要增加在Windows平臺上編程所特有的東西,如thread等等。這些東西都是和平臺相關的,只能建立在Windows API上。而這些新增內容,也被放進了CRT中。此時,CRT不僅僅包含最低層平臺無關的代碼,還包括平臺相關的部分。如你調用CRT的 _beginthread,其實內部調用了Windows API的CreateThread。加入這些東西后,CRT仍然被用作編寫操作系統;但是顯然,那些調用了Windows API的部分已經失去移值性了。

然后,CRT被封裝成產品,隨編譯器一起發布。此時CRT產品的LIB和DLL都是Windows格式的,你不能在Windows以外的平臺上使用EXE或DLL吧,這就是CRT和CRT產品的區別。Windows API的產品,或是Windows的其他許多組成部分也是一些LIB/DLL文件,這些都是表面的東西,是與Windows綁定在一起的。但是,如果你認為是先有Windows或Windows API,才有CRT的,那你就本末倒置了。除非你對CRT的定義就是那些LIB/DLL產品,而不包括用來產生它們的代碼。

當然,CRT的一些組成部分也調用了Windows API。這可能就是有人認為CRT是建立的Windows API基礎上的原因。但是實際上,這一部分剝離CRT沒有任何的問題。只不過Microsoft將在Windows平臺上可以使用的C/C++低層庫都加入到CRT中。因此,CRT中很大一部分是操作系統平臺無關的(原始的CRT),是開發Windows本身及其上一切的基礎。它們也可以作為一個C/C+ +庫在其他操作系統平臺上使用。還有一部分,則是和Windows緊密綁定的,調用Windows API來實現的,可以看作擴展的CRT。之所以將這兩部分放在一起,是因為它們都是開發Windows操作系統所需要的,也因為它們也都是Windows 平臺上的C/C++程序員所需要的。這種復雜關系是Microsoft的人為因素造成的,不能因此認為CRT是建立在Windows或Windows API基礎上的。

綜上,CRT(Microsoft's C/C++ Runtime Library)的一個真子集(主要是C++ Runtime Library)是一個符合(或至少是企圖符合)C++標準的C++庫。而Windows API(以及Windows的其他許多部分)都是在CRT的基礎上開發的。

最后再說一句,C++當然不是Microsoft的專利。但是Microsoft選擇了C++,并取得了成功,這是肯定的了:象CRT,象VC,象Windows,象Office,象 SQL Server等等。這一方面說明了C++的優勢,一方面也是Microsoft自身的因素在起作用。然后,它當然要緊抓C++的大旗,大力宣揚它自己的C++,并排斥其他的C++。這就是帝國的“風范”了。所以對Microsoft,總是即恨且愛,總希望哪天它會良心發現——當然這只是幻想罷了。不過,肯定該肯定的,否定該否定的,總是應該的。但就產品而言,Microsoft不是最好的,但大多都是最成功的,在看到它的不足的同時,也要看到它的優點。存在的即使不是合理的,也一定有它的合理性。所以,不能簡單用一兩句話評價Microsoft及它的成功。惟有一點是可以肯定的,它決定選擇C ++,真是太英明了!

原帖連接:

http://leowzj1985.spaces.live.com/blog/cns!5552BF8B7C951399!306.entry

 

本文來自CSDN博客,轉載請標明出處:http://blog.csdn.net/MoonAndWind/archive/2009/07/03/4320022.aspx

posted on 2009-08-11 15:29 pear_li 閱讀(902) 評論(0)  編輯 收藏 引用

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