>>>1.5.4實(shí)現(xiàn)接口

為了描述事物的完整性和相對(duì)封閉性，“封裝”就提上了日程，細(xì)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?cái)?shù)據(jù)，而且可以隱藏實(shí)現(xiàn)和隱藏設(shè)計(jì)等所有的細(xì)節(jié)。

如果以更寬泛的方式看待封裝，其優(yōu)點(diǎn)是能夠帶來(lái)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(jì)需要遵循的接口。封裝不會(huì)妨礙人們認(rèn)識(shí)程序內(nèi)部具體是如何實(shí)現(xiàn)的，只是為了防止用戶寫(xiě)出依賴內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的代碼。進(jìn)而強(qiáng)迫用戶在調(diào)用程序時(shí)，僅僅依賴于接口而不是內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，使抽象的概念接口和實(shí)現(xiàn)分離，將大大降低軟件維護(hù)成本。

C語(yǔ)言中的*.c文件就是接口功能的具體實(shí)現(xiàn)，即用戶不可見(jiàn)的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)稱(chēng)實(shí)現(xiàn)。一個(gè)接口可以有多個(gè)實(shí)現(xiàn)，它在發(fā)布后還可以改變、升級(jí)，因?yàn)樗母淖儾粫?huì)對(duì)調(diào)用程序產(chǎn)生影響。大多數(shù)時(shí)候，*.c和*.h是成對(duì)出現(xiàn)的，一般來(lái)說(shuō)，將某個(gè)子模塊的聲明放在*.h文件中，而將具體的實(shí)現(xiàn)放在對(duì)應(yīng)的*.c文件中。*.c文件可以通過(guò)引用一個(gè)或多個(gè)*.h文件，達(dá)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(shí)軟件包就是一個(gè)用來(lái)描述定義一個(gè)庫(kù)的軟件，其中*.h文件作為庫(kù)的接口，而實(shí)現(xiàn)這個(gè)庫(kù)可能有一個(gè)或多個(gè)*.c文件，每個(gè)*.c文件包含1個(gè)或多個(gè)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(kāi)發(fā)一個(gè)由多個(gè)文件組成的大型程序pgm，這樣就需要在每個(gè)*.c文件的頂部都放上這樣一行：

由此可見(jiàn)，通過(guò)共性分析使設(shè)計(jì)具有比較強(qiáng)的內(nèi)聚，其價(jià)值就是實(shí)現(xiàn)緊湊的設(shè)計(jì)。從而使調(diào)用者無(wú)需關(guān)注實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，實(shí)際上是函數(shù)的實(shí)現(xiàn)與使用它們的函數(shù)解耦了，swap()接口的實(shí)現(xiàn)程序清單 1.17。

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

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

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(yùn)算符和指針，該函數(shù)才能訪問(wèn)存儲(chǔ)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(jiàn)，當(dāng)將問(wèn)題的“共性和可變性”分離開(kāi)來(lái)，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)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(jìn)來(lái)的參數(shù)應(yīng)對(duì)。從軟件設(shè)計(jì)學(xué)角度來(lái)看，共性和可變性分析原理自然而然地成為了面向過(guò)程編程的理論基石。

注意，編寫(xiě)代碼必須遵循結(jié)構(gòu)化編程規(guī)則，即每個(gè)函數(shù)、函數(shù)中的每個(gè)代碼塊都應(yīng)該只有一個(gè)入口、一個(gè)出口。實(shí)際上，只有在大函數(shù)中，這些規(guī)則才會(huì)有明顯的好處。剛開(kāi)始寫(xiě)代碼時(shí)，都會(huì)冗長(zhǎng)而復(fù)雜。有太多的縮進(jìn)和嵌套循環(huán)，有過(guò)長(zhǎng)的參數(shù)列表，甚至還會(huì)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(chēng)、消除重復(fù)，并保證測(cè)試通過(guò)。

有時(shí)我們并不關(guān)心指針?biāo)赶虻淖兞康念?lèi)型，此時(shí)可以使用并不指定具體數(shù)據(jù)類(lèi)型的泛型指針void *。通常只允許相同類(lèi)型的指針之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，但泛型指針能夠轉(zhuǎn)換為任何類(lèi)型的指針，反之亦然。比如，C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的memcpy()函數(shù)它將一段數(shù)據(jù)從內(nèi)存中的一個(gè)地方復(fù)制到另一個(gè)地方。由于memcpy()可能用于復(fù)制任何類(lèi)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(gè)可以交換任何類(lèi)型數(shù)據(jù)的通用交換函數(shù)，詳見(jiàn)程序清單1.18。

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

>>>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(guò)接口調(diào)用它們，詳見(jiàn)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

由此可見(jiàn)，抽象的接口隱藏了它的內(nèi)部細(xì)節(jié)，用戶不再依賴具體的實(shí)現(xiàn)代碼，而是依賴于抽象接口。抽象的接口幾乎沒(méi)有細(xì)節(jié)，沒(méi)有什么需要變化的，使抽象和細(xì)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。