一个用C/C 分别实现接口与实现相分离的设计原则的例子

良好的设计应该只暴露接口给用户，所有的实现细节对用户来说应该是隐藏的，也就是说用户只要给接口传递相应的参数就行了，不需要管内部是如何实现的，比如我们使用fopen，fseek，CreateWindow等函数会发现很好用，而不需要管fopen，fseek，CreateWindow函数内部代码是如何实现的，数据结构是如何组织的，也就是说绝对不能暴露任何的细节给用户，包括数据组织在内。

我现在用C和C++举一个例子，来说说C/C++分别是如何实现的，然后来看看哪种实现更好。

先来看C++用类实现的封装：

--------------------------- interface1.h ---------------------------

#ifndef INTERFACE1_H
#define INTERFACE1_H

class DATA
{
private:
    int _i;
    short _j;

public:
    DATA();
    ~DATA();

    void set(int i, short j);
    void get(int* i, short* j);    
};

#endif

--------------------------- interface1.cpp ---------------------------

#include "interface1.h"

DATA::DATA()
{
    _i = _j = 0;
}

DATA::~DATA()
{
    _i = _j = 0;
}


void DATA::set(int i, short j)
{
    _i = i;
    _j = j;
}

void DATA::get(int* i, short* j)
{
    *i = _i;
    *j = _j;
}

--------------------------- test.cpp ---------------------------

#include <stdio.h>
#include "interface1.h"

int main()
{
    DATA data;
    int i;
    short j;

    data.set(2, 3);
    data.get(&i, &j);
            
    printf("i = %d, j = %d\n", i, j);    

    return 0;
}
 

再来看 C 如何巧妙的封装以及隐藏实现细节：

---------------------------  interface.h  ---------------------------

#ifndef INTERFACE_H
#define INTERFACE_H

void* data_create();
void data_set(void* dummy, int i, short j);
void data_get(void* dummy, int* i, short * j);
void data_destroy(void* dummy);

#endif

---------------------------  interface.c  ---------------------------

#include <stdlib.h>

struct DATA
{
    int i;
    short j;
};

void* data_create()
{
    return malloc(sizeof(struct DATA));
}

void data_set(void* dummy, int i, short j)
{
    struct DATA* data = dummy;

    data->i = i;
    data->j = j;
}

void data_get(void* dummy, int* i, short * j)
{
    struct DATA* data = dummy;

    *i = data->i;
    *j = data->j;
}

void data_destroy(void* dummy)
{   
    free(dummy);
}

---------------------------  test.c  ---------------------------

#include <stdio.h>
#include "interface.h"

int main()
{
    int i;
    short j;

    void* data = data_create();

    data_set(data, 2, 3);

    data_get(data, &i, &j);    
    printf("i = %d, j = %d\n", i, j);

    data_destroy(data);

    return 0;
}
 

可以看的出来，C的实现只暴露了接口给用户，内部的实现细节都隐藏了起来，可是C++用类实现反而在头文件暴露了实现细节。

当然用C++也可以做到只暴露接口给用户，不过实现起来会比较复杂，而且需要消耗更多的内存（使用了虚函数）。

-------------------------------------- parent.h --------------------------------------

#ifndef PARENT_H
#define PARENT_H

class PARENT
{
public:
    virtual void set(int i, short j) = 0; 
    virtual void get(int* i, short* j) = 0;
};

PARENT* get_child();

#endif

-------------------------------------- parent.cpp --------------------------------------

#include "parent.h"
#include "child.h"

PARENT* get_child()
{
    return new CHILD;
}

-------------------------------------- child.h --------------------------------------

#ifndef CHILD_H
#define CHILD_H

#include "parent.h"

class CHILD : public PARENT
{
private:
    int _i;
    short _j;

public:
    CHILD();
    ~CHILD();

    void set(int i, short j);
    void get(int* i, short* j);    
};

#endif

-------------------------------------- child.cpp --------------------------------------

#include "child.h"

CHILD::CHILD()
{
    _i = _j = 0;
}

CHILD::~CHILD()
{
    _i = _j = 0;
}


void CHILD::set(int i, short j)
{
    _i = i;
    _j = j;
}

void CHILD::get(int* i, short* j)
{
    *i = _i;
    *j = _j;
}

-------------------------------------- test.cpp --------------------------------------

#include <stdio.h>
#include "parent.h"

int main()
{    
    int i;
    short j;

    PARENT* parent = get_child();

    parent->set(2, 3);
    parent->get(&i, &j);
            
    printf("i = %d, j = %d\n", i, j);    

    return 0;
}