Visual Studio 中（基于字符的）STL（流）容器的编译错误

Question

这基本上与[SO]: C2491: 'std::numpunct<_Elem>::id' : Define of dllimport static data member not allowed [close] 相同，但考虑以下事实：

• （在我看来）这是一个完全有效的问题（根据[SO]：如何创建一个最小的、完整的和可验证的示例），我真的不知道为什么有些用户有关闭它的冲动
• 标记为解决方案的答案提供了修复错误的指南（一般而言），但不适用于当前情况，并且当然不会修复它，

请不要将其关闭或将其标记为重复项（至少，在没有仔细阅读和理解的情况下）。

主要.cpp：

#include <sstream>


//#define THROW_C2491
#if defined(THROW_C2491)
typedef int CharType;
#else
typedef char CharType;
#endif


int main() {
    std::basic_stringstream<CharType> stream;
    CharType c = 0x41;
    stream << c;
    return 0;
}

代码稍作修改（简化），如果 THROW_C2491定义则无法编译：

xlocnum(294): error C2491: 'std::numpunct<_Elem>::id': definition of dllimport static data member not allowed

输出：

xlocnum(294): error C2491: 'std::numpunct<_Elem>::id': definition of dllimport static data member not allowed

注意事项：

• 一切都是VStudio 2015特定的，但问题可以使用VStudio 2017、VStudio 2013、VStudio 2010重现（当然，行号不同）。但是，它可以使用VStudio 2005运行
• 我选择从cmdline粘贴编译器命令和输出，而不是放置带有编译器标志和输出的图片（来自VStudio IDE），因此更容易重现（如果有人愿意尝试）
• 编译器标志是应用程序 (.exe) VStudio项目 ( Win32 ) 的默认值，除了一些不相关的路径相关的标志（例如.pch文件和其他此类垃圾），我将其删除
• 仅当CharType为char（或事实上任何窄字符类型）或wchar_t时才编译。禁用[MS.Docs]: /Zc:wchar_t (wchar_t Is Native Type)将unsigned short添加到列表中（这看起来很自然）
• 在Lnx ( Ubtu 16 x64 ) / g++ ( gcc 5.4.0 )下编译没有问题

[MS.Docs]：编译器错误 C2491非常简单，我很熟悉它，有一些答案（例如[SO]：在不同 VS2010 项目中从 C++ 代码调用 C 函数时出现链接器错误（@CristiFati 的答案），[ SO]：Excel VBA，无法从 DLL 文件中找到 DLL 入口点（@CristiFati 的回答））来支持我。

考虑到上面的注释，我知道这与Win处理char的方式（限制？）有关，但我没有看到代码和 error 之间有任何（直接）联系。[MS.Docs]上没有任何关于此行为的信息： basic_stringstream 类。我（浅薄地）浏览了所涉及的标准包含头文件，但到目前为止我还没有深入了解它。我是否错过了非常明显的事情？

其他参考文献（相同或类似的错误，但没有包含有效的修复）：

• [SO]：VC++：代码在 VS2010 中工作，在 VS2013 中中断
• [MS.MSDN]: VS2010 错误 C2491: 'std::numpunct<_Elem>::id 在 c++/cli 中使用 std::basic_fstream 时
• [DeveloperIT]：std::basic_stringstream 无法使用 MSVC 10 进行编译
• [itgo]：Vi​​sual C++ - VC++：代码在 VS2010 中工作，在 VS2013 中中断

值得一提的是，最终目标是构建一些第三方^软件来实例化一些基于32 位 字符的流。

Answer 1

开始笔记：

• 我正在使用VStudio Community 2015 ( v14.0.25431.01 Update 3 )。版本在这里很重要，因为标准头文件可能会因版本而异（并且行号可能不同）
• 创建了[MSDN]：Visual Studio 中 STL（流）容器的编译错误

方法：

1. 快速（浅层）调查

   在VStudio IDE上，双击“输出”窗口中的第二^个注释（尝试编译文件后），然后在相关宏上重复单击RClick，然后从上下文菜单中选择“转到定义” ( F12 )：

   • xlocnum (#120) : (注释是原始文件/行的一部分)

     __PURE_APPDOMAIN_GLOBAL _CRTIMP2_PURE static locale::id id; // unique facet id
     

   • yvals.h：（＃494）：

          #define _CRTIMP2_PURE _CRTIMP2
     

   • crtdefs.h（#29+）：

     #ifndef _CRTIMP2
         #if defined CRTDLL2 && defined _CRTBLD
             #define _CRTIMP2 __declspec(dllexport)
         #else
             #if defined _DLL && !defined _STATIC_CPPLIB
                 #define _CRTIMP2 __declspec(dllimport)  // @TODO - cfati: line #34: Here is the definition
             #else
                 #define _CRTIMP2
             #endif
         #endif
     #endif
     

   正如所见，__declspec(dllimport)是在第 #34 行定义的。在宏上重复该过程_DLL，没有产生任何结果。在 [MSDN] 上找到：预定义宏：

   _DLL当设置/MD或/MDd （多线程 DLL）编译器选项时定义为 1 。否则，未定义。

   我想到了两种可能的方法（都导致了成功的构建）：

   • 使用静态版本的CRT 运行时（[MSDN]：/MD、/MT、/LD（使用运行时库））。我不认为这是一个可行的选择，特别是当项目由.dll组成时（确实如此）：可能会发生不好的事情（例如[SO]: Errors when linking to protobuf 3 on MSVC 2013，甚至更糟糕的事情也可能发生发生在运行时）
   • 手动#undef _DLL（在main.cpp中，任何之前#include）。这是一个蹩脚的解决方法（gainarie）。它构建得很好，但是篡改这些东西可能（并且很可能会）在运行时触发未定义的行为

   这两个选项都不是完全令人满意，因此：
   

2. 更深入一点

   试图进一步简化事情（main.cpp）：

   #include <sstream>
   
   
   //typedef unsigned short CharType;  // wchar_t  unsigned short
   #define CharType unsigned short
   
   
   int main() {
       std::basic_stringstream<CharType> stream;
       CharType c = 0x41;
       stream << c;
       return 0;
   }
   

   注意事项：

   • 替换typedef为#define（消除新类型定义的复杂性）
   • 切换到unsigned shortwhich iswchar_t的定义 ( /Zc:wchar_t-) 以避免任何可能的类型大小/对齐差异

   
   使用[MSDN]: /E（预处理到标准输出）和[MSDN]: /EP（不使用 #line 指令预处理到标准输出）“编译”上述代码（以便警告/错误仅引用当前文件中的行号）：

   • 生成的预处理文件（使用上面的每个标志）：~1MB+（~56.5k行）
   • 文件中唯一的区别是最后某个地方的#define( wchar_t vs. ) unsigned short
   • 编译这些文件（令人震惊:)）产生了相同的结果：wchar_t编译时失败unsigned short并出现相同的错误
   • 在失败的文件中添加了一些#pragma message语句（是的，它们由预处理器处理，但仍然如此）（在每个警告/注释之前），注意到 2 之间存在一些差异#define，但到目前为止无法弄清楚为什么¹
   • 在浏览生成的文件时，注意到一个template<> struct char_traits<char32_t>定义，所以我尝试了一下，它起作用了（至少编译了当前的程序）¹（并且，正如预期的那样，sizeof(char32_t)是 4）。然后，找到了[MSDN]：char、wchar_t、char16_t、char32_t

   
   注意事项：

   • 虽然这解决了我当前的问题（仍然不知道为什么），但必须尝试一下最终目标
   • ¹虽然我查看了该文件，但我没有看到任何仅针对“特权”类型的模板定义（例如，我没有看到任何可以区分wchar_t或signed char的char32_t内容unsigned short），所以我（还）不知道为什么它适用于某些类型但不适用于其他类型。这是一个开放的话题，每当我收到新的更新时，我都会分享它们

底线：

根据经验发现，在使用基于字符的STL 容器时，允许使用以下类型：

• char
• unsigned char
• signed char
• wchar_t
• char16_t
• char32_t
• unsigned short（/Zc:wchar_t- 仅有的）

最后注意事项：

• 我将在答案中加入任何有用的内容（例如评论）

@编辑0：

• 基于@IgorTandetnik在[MSDN]上的回答：Compile error for STL (stream)containers in Visual Studio，尽管仍然有一点迷雾：

  • unsigned char和signed char
  • 静态和动态 C++ RTLib之间的区别

  
  我将接受这个作为答案。