C++“隐藏实现,开放接口”的实现方案

为什么要有接口?

接口就是一个程序与其它程序交流的窗口。就比如有一个电视机,我并不需要知道它是怎样工作的,我只要知道按电源键就可以开启电视,按节目加(+)减(-)可以切换电视频道就可以了。

Java程序员都知道Java中有interface可以实现对外的接口,但C++并没有接口这样的语法,那它要好怎样实现对外提供接口呢?我们可以通过纯虚函数定义一个抽象类,专门用来声明一个类的功能。

我们完成了一个程序模块的开发,要把这个程序模块给别人用,你肯定不会把源代码给他(那别人就完全撑屋你的技术了),你会把这个程序模块编译成一个库(静态库lib或动态库dll)再给别人用。那别人拿到你的库后怎样用呢?这就需要看你的程序所提供的接口。C++的封装性是特别好的(个人觉得比Java好多了,Java打成的jar包很容易就可以被反编译,C++要反编译就困难多了),我只要给你编译出的库和接口的头文件就可以了。

从一个实例讲讲实现方案

需要

我们先来看一个场景。假设有一个电子文档(Document)、一个文档下有多个页(Page),每个页下有多个文本单元(TextUnit,表示文档内元素的基本单位),一个文档中的所有文本单元对象都有唯一的ID。其类图关系如下:

类的关系图
图1 :类的关系图

设计

根据需求,我们可以定义三个类Document、Page、TextUnit分别表示文档、页、文本单元,每个类我们还需要一个对外的接口,于是需要三个对外的接口类IDocument、IPage、ITextUnit。

根据这些类我们先创建.cpp文件和.h文件,组织一下工程(EBook)目录结构如下:
这里写图片描述

图2: 工程目录结构

这里Document、Page、TextUnit就是具体的实现类,IDocument、IPage、ITextUnit就是对外提供的接口,这样就实现了实现与接口分离。

代码实现

IDocument.h:

IPage.h:

ITextUnit.h

提供C接口

从上面的代码我们可以看到IPage可以由IDocument创建,ITextUnit可以由IPage创建。那问题来了,IDocument由谁来创建呢?这时我们可以提供两个全局的函数CreateDoc和DestroyDoc用来创建和销毁IDocument的对象指针,这两个函数是全局函数(C类型的函数),我们需要为其提供C的导出接口(这很重要)。其接口定义如下:

使用库

我们可以将EBook编译成一个静态库,然后再创建一个新的工程使用它。EBook工程设置:

这里写图片描述
这里写图片描述
图3: 工程配置(说明:上图中红色框中的EXPORT_STATIC已重命名为STATIC_LIBRARY的)

创建一个新的工程UseEBook使用EBook库。UseEBook工程配制:

Generation PropertiesC++PreprocessPreprocess Definitions:STATIC_LIBRARY

Generation PropertiesLinkerGeneralAddtional Library Directories:lib库所在路径

Generation PropertiesLinkerInputAddtional Dependencies:EBook.lib

测试代码:

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