المكتبات المقتصرة على الترويسات مقابل المكتبات المترجمة

تأتي مكتبات C++ في شكلين:

• ذات الترويسة فقط — يكون التنفيذ داخل ملفات الترويسة، ويجمع المستهلك كل شيء
• مترجمة — تُجمع ملفات مصدر منفصلة في مكتبة ثابتة أو مشتركة

نقاط القوة:

• سهلة الدمج — انسخها وأدرجها
• لا حاجة إلى إعداد للبناء
• تعمل عبر المترجمات والمعايير المختلفة
• يمكن للمترجم إجراء التضمين الداخلي بكثافة

نقاط الضعف:

• بطء أوقات الترجمة — يعيد كل مستهلك بناء كل شيء
• تكون ABI وفق ما يترجمه المستهلك
• يظهر التنفيذ لجميع المستهلكين
• يزداد حجم الملف الثنائي إذا استخدمت وحدات ترجمة كثيرة القوالب نفسها

العديد من المكتبات الشائعة تعتمد على الترويسة فقط:

• nlohmann/json
• spdlog (في وضع الترويسة فقط)
• cxxopts
• Catch2 (النسخة ذات الترويسة فقط)

نقاط القوة:

• سرعة أوقات الترجمة لدى المستهلكين
• إخفاء تفاصيل التنفيذ
• إنشاء مثيل واحد للقوالب
• إمكانية توزيعها كملف ثنائي (من دون كشف المصدر)

نقاط الضعف:

• التوافق مع ABI هش
• يجب أن يتطابق إعداد البناء بين المكتبة والمستهلك
• يزيد الربط الثابت حجم الملفات الثنائية، بينما يحتاج الربط الديناميكي إلى تحميل وقت التشغيل

شكلان مترجمان:

• ثابتة (.a و.lib) — تُربط بالملف التنفيذي وقت البناء
• مشتركة (.so و.dll و.dylib) — تُحمّل وقت التشغيل

يصعب توزيع القوالب من دون الترويسات — إذ تُنشأ مثيلات الشيفرة العامة لكل مستهلك. توفر بعض المكتبات نواة "non-templated" في ملف .a مترجم، وترويسات للقوالب الرقيقة.

تدعم بعض المكتبات كِلا الشكلين — وضع الترويسة الواحدة للاستخدام السريع، ووضع الملفات المتعددة لتسريع عمليات البناء.

إذا كانت مكتبة الترويسة فقط كبيرة، فيمكن للترويسات المترجمة مسبقًا (PCH) تسريع عمليات بناء المستهلكين بدرجة ملحوظة.

تهدف وحدات C++20 إلى استبدال الترويسات — مع تغليف أفضل، وعمليات بناء أسرع، واعتماد أقل على المعالج القبلي. ويجري اعتمادها تدريجيًا بسبب دعم المترجمات والأدوات.

دليل سريع:

• مكتبات الأدوات الصغيرة ← ذات الترويسة فقط
• المكتبات الكبيرة ذات التنفيذ المهم ← مترجمة
• المكتبات كثيرة القوالب ← ذات الترويسة فقط أو هجينة

ما أكبر عيب للمكتبات ذات الترويسة فقط بالنسبة إلى المستهلكين؟

يسهل دمج المكتبات ذات الترويسة فقط، لكنها تبطئ عمليات بناء المستهلكين. أما المكتبات المترجمة فتوفر استخدامًا أسرع، لكن توزيعها أصعب. وتناسب القوالبُ المكتباتِ ذات الترويسة فقط، بينما يناسب التنفيذ الكبير المكتباتِ المترجمة. وقد تستبدل وحدات C++20 الترويسات مستقبلًا.