构建C++共享库时如何强制生成并导出类的所有特殊成员函数

你观测到的所有现象均符合工具链的预期行为，核心逻辑来自C++标准对隐式特殊成员函数的生成规则、以及GCC/Clang的ELF符号可见性设计、MSVC的DLL导出规则的差异：

• 隐式生成的特殊成员函数默认是内联属性，仅在调用点生成，且在CXX_VISIBILITY_PRESET hidden的配置下默认带hidden可见性，不会被导出到共享库的动态符号表。
• 你在库内部调用Library{}生成的隐式构造函数仅在库内部可见，外部调用时依然找不到对应符号，符合可见性规则。
• 移除Impl自定义构造函数后链接通过，是因为编译器生成的Impl默认构造函数是内联的，直接在test.cpp的调用点展开，不需要链接库内的符号，属于内联函数可见性规则的特殊情况，确实不符合LIBRARY_NO_EXPORT的语义预期，但属于工具链的已知行为。
• MSVC的差异来自其DLL导出模型和ELF平台的本质区别，MSVC会自动把导出类依赖的类型的定义隐式导出，因此仅告警不报错。

不需要手动写数百行default冗余代码，以下方案均可解决问题：

方案1：用宏批量生成特殊成员代码 #

定义两个通用宏，分别用于头文件声明和源文件实现，一行代码即可覆盖6个特殊成员：

// 放在公共头文件中
#define DECLARE_DEFAULT_SPECIAL_MEMBERS(Class) \
    Class(); \
    Class(const Class&); \
    Class& operator=(const Class&); \
    Class(Class&&) noexcept; \
    Class& operator=(Class&&) noexcept; \
    ~Class();

#define IMPLEMENT_DEFAULT_SPECIAL_MEMBERS(Class) \
    Class::Class() = default; \
    Class::Class(const Class&) = default; \
    Class& Class::operator=(const Class&) = default; \
    Class::Class(Class&&) noexcept = default; \
    Class& Class::operator=(Class&&) noexcept = default; \
    Class::~Class() = default;

使用方式：

• 头文件library.hpp的Library类中加一行：DECLARE_DEFAULT_SPECIAL_MEMBERS(Library)
• 源文件library.cpp中加一行：IMPLEMENT_DEFAULT_SPECIAL_MEMBERS(Library)

方案2：模板类简化写法 #

对于模板类，不需要单独写每个特殊成员的实现，直接在类定义内写default，配合显式实例化即可强制生成导出符号：

// library_template.hpp
template<class T> class LIBRARY_EXPORT Library {
public:
    Library() = default;
    Library(const Library&) = default;
    Library& operator=(const Library&) = default;
    Library(Library&&) noexcept = default;
    Library& operator=(Library&&) noexcept = default;
    ~Library() = default;
private:
    Impl i_;
};
extern template class Library<float>;

// library_template.cpp
#include "library_template.hpp"
template class Library<float>;

显式实例化语句会强制编译器生成所有特殊成员的导出符号，不需要单独实现每个成员。

方案3：强制特殊成员可见性（跨平台需封装宏） #

针对非模板类，可以直接给类内默认实现的特殊成员加可见性标记，不需要在cpp文件写实现：

class LIBRARY_EXPORT Library {
public:
    [[gnu::visibility("default")]] Library() = default;
    // 其他特殊成员同理加可见性标记
private:
    Impl i_;
};

该方案是GCC/Clang特有的，跨平台使用需要封装成和生成的export.hpp兼容的宏。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Devon Cornwall