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>>>1.5.4實現(xiàn)接口

為了描述事物的完整性和相對封閉性，“封裝”就提上了日程，細節(jié)從此不需要再去關(guān)注。而封裝的傳統(tǒng)定義是數(shù)據(jù)隱藏，如果還是這樣看待封裝，則具有很大的局限性。應(yīng)該將封裝視為任何形式的隱藏，即發(fā)現(xiàn)變化將其封裝。封裝不僅可以隱藏數(shù)據(jù)，而且可以隱藏實現(xiàn)和隱藏設(shè)計等所有的細節(jié)。

如果以更寬泛的方式看待封裝，其優(yōu)點是能夠帶來一種更好的分解程序的方法，于是封裝層自然而然地就成為了設(shè)計需要遵循的接口。封裝不會妨礙人們認識程序內(nèi)部具體是如何實現(xiàn)的，只是為了防止用戶寫出依賴內(nèi)部實現(xiàn)的代碼。進而強迫用戶在調(diào)用程序時，僅僅依賴于接口而不是內(nèi)部實現(xiàn)，使抽象的概念接口和實現(xiàn)分離，將大大降低軟件維護成本。

C語言中的*.c文件就是接口功能的具體實現(xiàn)，即用戶不可見的內(nèi)部實現(xiàn)，簡稱實現(xiàn)。一個接口可以有多個實現(xiàn)，它在發(fā)布后還可以改變、升級，因為它的改變不會對調(diào)用程序產(chǎn)生影響。大多數(shù)時候，*.c和*.h是成對出現(xiàn)的，一般來說，將某個子模塊的聲明放在*.h文件中，而將具體的實現(xiàn)放在對應(yīng)的*.c文件中。*.c文件可以通過引用一個或多個*.h文件，達到共用各種聲明的目的，但是*.h文件不可以引用*.c文件。

其實軟件包就是一個用來描述定義一個庫的軟件，其中*.h文件作為庫的接口，而實現(xiàn)這個庫可能有一個或多個*.c文件，每個*.c文件包含1個或多個函數(shù)定義，軟件包就是由*.h文件和*.c文件所組成的。這是一種良好的風(fēng)格，適用于任何大型程序和小型程序。

假設(shè)開發(fā)一個由多個文件組成的大型程序pgm，這樣就需要在每個*.c文件的頂部都放上這樣一行：

#include "pgm.h" //用戶自己編寫的庫文件

由此可見，通過共性分析使設(shè)計具有比較強的內(nèi)聚，其價值就是實現(xiàn)緊湊的設(shè)計。從而使調(diào)用者無需關(guān)注實現(xiàn)的細節(jié)，實際上是函數(shù)的實現(xiàn)與使用它們的函數(shù)解耦了，swap()接口的實現(xiàn)程序清單 1.17。

程序清單1.17swap數(shù)據(jù)交換接口的實現(xiàn)（swap.c）

1 #include "swap.h"

2 void swap(int *p1, int *p2)

3 {

4 int temp;

6 temp = *p1; *p1 = *p2; *p2 = temp;

7 }

當(dāng)p1和p2分別指向變量a和b時，則p1和p2存儲的值就是&a和&b，即可用*p1和*p2表示a和b的值。如果寫成以下這種形式：

temp = p1;

則交換的不是a的值，而是a的地址（p1的值就是a的地址）。而函數(shù)要交換的是a和b的值，不是它們的地址。因此需要使用*運算符和指針，該函數(shù)才能訪問存儲在這些位置的值并改變它們。即指針允許將局部變量的地址傳給函數(shù)，然后在函數(shù)中修改局部變量。

由此可見，當(dāng)將問題的“共性和可變性”分離開來，經(jīng)過簡化后發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定不變的相同的處理部分（temp = *p1; *p1 = *p2; *p2 = temp;）都包含在抽象的模塊中，可變性分析所發(fā)現(xiàn)的變化的變量a和b由外部傳遞進來的參數(shù)應(yīng)對。從軟件設(shè)計學(xué)角度來看，共性和可變性分析原理自然而然地成為了面向過程編程的理論基石。

注意，編寫代碼必須遵循結(jié)構(gòu)化編程規(guī)則，即每個函數(shù)、函數(shù)中的每個代碼塊都應(yīng)該只有一個入口、一個出口。實際上，只有在大函數(shù)中，這些規(guī)則才會有明顯的好處。剛開始寫代碼時，都會冗長而復(fù)雜。有太多的縮進和嵌套循環(huán)，有過長的參數(shù)列表，甚至還會有重復(fù)的代碼。需要不斷打磨這些代碼，分解函數(shù)、修改名稱、消除重復(fù)，并保證測試通過。

有時我們并不關(guān)心指針所指向的變量的類型，此時可以使用并不指定具體數(shù)據(jù)類型的泛型指針void *。通常只允許相同類型的指針之間進行轉(zhuǎn)換，但泛型指針能夠轉(zhuǎn)換為任何類型的指針，反之亦然。比如，C標準庫中的memcpy()函數(shù)它將一段數(shù)據(jù)從內(nèi)存中的一個地方復(fù)制到另一個地方。由于memcpy()可能用于復(fù)制任何類型的數(shù)據(jù)，因此將它的指針參數(shù)設(shè)定為void指針是非常合理的。比如，此前的swap()函數(shù)，可以將它的參數(shù)改為void指針，則swap()就變成了一個可以交換任何類型數(shù)據(jù)的通用交換函數(shù)，詳見程序清單1.18。

程序清單1.18swap()函數(shù)（void_data_swap.c）

1 #include

2 #include

4 int swap(void *x, void *y, int size)

5 {

6 void *temp;

8 if((temp = malloc(size)) == NULL)

9 return -1;

10 memcpy(temp, x, size); memcpy(x, y, size); memcpy(y, temp, size);

11 free(temp);

12 return 0;

13 }

>>>1.5.5使用接口

只要傳入待交換的變量的地址，即可確定如何通過接口調(diào)用它們，詳見程序清單1.19。

程序清單1.19 swap數(shù)據(jù)交換函數(shù)范例程序

1 #include

2 #include "swap.h"

4 int main(int argc, char *argv[])

5 {

6 int a = 1, b = 2;

8 printf("%d, %d\n", a, b);

9 swap(&a, &b);

10 printf("%d, %d\n", a, b);

11 return 0;

12 }

由此可見，抽象的接口隱藏了它的內(nèi)部細節(jié)，用戶不再依賴具體的實現(xiàn)代碼，而是依賴于抽象接口。抽象的接口幾乎沒有細節(jié)，沒有什么需要變化的，使抽象和細節(jié)彼此隔離，因此抽象的接口非常容易被重用，其深刻地揭示了抽象的生命力。

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