體驗C++中介面與實現分離的技術(轉)

體驗C++中介面與實現分離的技術(轉)[@more@]在用C++寫要匯出類的庫時，我們經常只想暴露介面，而隱藏類的實現細節。也就是說我們提供的標頭檔案裡只提供要暴露的公共成員函式的宣告，類的其他所有資訊都不會在這個標頭檔案裡面顯示出來。這個時候就要用到介面與實現分離的技術。

　　下面用一個最簡單的例子來說明。

　　類ClxExp是我們要匯出的類，其中有一個私有成員變數是ClxTest類的物件，各個檔案內容如下：

　　lxTest.h檔案內容：

class ClxTest
{
　public:
　　ClxTest();
　　virtual ~ClxTest();
　　void DoSomething();
};

　　lxTest.cpp檔案內容：

#include "lxTest.h"

#include
using namespace std;

ClxTest::ClxTest()
{}

ClxTest::~ClxTest()
{}

void ClxTest::DoSomething()
{
　cout << "Do something in class ClxTest!" << endl;
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

　　lxExp.h檔案內容：

#include "lxTest.h"

class ClxExp
{
　public:
　　ClxExp();
　　virtual ~ClxExp();
　　void DoSomething();
　private:
　　ClxTest m_lxTest;
　　void lxTest();
};

lxExp.cpp檔案內容：

#include "lxExp.h"

ClxExp::ClxExp()
{}

ClxExp::~ClxExp()
{}

// 其實該方法在這裡並沒有必要，我這樣只是為了說明呼叫關係
void ClxExp::lxTest()
{
　m_lxTest.DoSomething();
}

void ClxExp::DoSomething()
{
　lxTest();
}

　　為了讓使用者能使用我們的類ClxExp，我們必須提供lxExp.h檔案，這樣類ClxExp的私有成員也暴露給使用者了。而且，僅僅提供lxExp.h 檔案是不夠的，因為lxExp.h檔案include了lxTest.h檔案，在這種情況下，我們還要提供lxTest.h檔案。那樣ClxExp類的實現細節就全暴露給使用者了。另外，當我們對類ClxTest做了修改（如新增或刪除一些成員變數或方法）時，我們還要給使用者更新lxTest.h檔案，而這個檔案是跟介面無關的。如果類ClxExp裡面有很多像m_lxTest那樣的物件的話，我們就要給使用者提供N個像lxTest.h那樣的標頭檔案，而且其中任何一個類有改動，我們都要給使用者更新標頭檔案。還有一點就是使用者在這種情況下必須進行重新編譯！

　　上面是非常小的一個例子，重新編譯的時間可以忽略不計。但是，如果類ClxExp被使用者大量使用的話，那麼在一個大專案中，重新編譯的時候我們就有時間可以去喝杯咖啡什麼的了。當然上面的種種情況不是我們想看到的！你也可以想像一下使用者在自己程式不用改動的情況下要不停的更新標頭檔案和編譯時，他們心裡會罵些什麼。其實對使用者來說，他們只關心類ClxExp的介面DoSomething()方法。那我們怎麼才能只暴露類ClxExp的DoSomething()方法而不又產生上面所說的那些問題呢？答案就是－－介面與實現的分離。我可以讓類ClxExp定義介面，而把實現放在另外一個類裡面。下面是具體的方法：

　　首先，新增一個實現類ClxImplement來實現ClxExp的所有功能。注意：類ClxImplement有著跟類ClxExp一樣的公有成員函式，因為他們的介面要完全一致。

　　lxImplement.h檔案內容：

#include "lxTest.h"

class ClxImplement
{
　public:
　　ClxImplement();
　　virtual ~ClxImplement();

　　void DoSomething();
　
　private:
　　ClxTest m_lxTest;
　　void lxTest();
};

lxImplement.cpp檔案內容：

#include "lxImplement.h"

ClxImplement::ClxImplement()
{}

ClxImplement::~ClxImplement()
{}

void ClxImplement::lxTest()
{
　m_lxTest.DoSomething();
}

void ClxImplement::DoSomething()
{
　lxTest();
}

　　然後，修改類ClxExp。

　　修改後的lxExp.h檔案內容：

// 前置宣告
class ClxImplement;

class ClxExp
{
　public:
　　ClxExp();
　　virtual ~ClxExp();
　　void DoSomething();
　private:
　　// 宣告一個類ClxImplement的指標，不需要知道類ClxImplement的定義
　　ClxImplement *m_pImpl;
};

　　修改後的lxExp.cpp檔案內容：

// 在這裡包含類ClxImplement的定義標頭檔案
#include "lxImplement.h"

ClxExp::ClxExp()
{
　m_pImpl = new ClxImplement;
}

ClxExp::~ClxExp()
{
　delete m_pImpl;
}

void ClxExp::DoSomething()
{
　m_pImpl->DoSomething();
}

　　透過上面的方法就實現了類ClxExp的介面與實現的分離。請注意兩個檔案中的註釋。類ClxExp裡面宣告的只是介面而已，而真正的實現細節被隱藏到了類ClxImplement裡面。為了能在類ClxExp中使用類ClxImplement而不include標頭檔案lxImplement.h，就必須有前置宣告class ClxImplement，而且只能使用指向類ClxImplement物件的指標，否則就不能透過編譯。

　　在釋出庫檔案的時候，我們只需給使用者提供一個標頭檔案lxExp.h就行了，不會暴露類ClxExp的任何實現細節。而且我們對類ClxTest的任何改動，都不需要再給使用者更新標頭檔案（當然，庫檔案是要更新的，但是這種情況下使用者也不用重新編譯！）。這樣做還有一個好處就是，可以在分析階段由系統分析員或者高階程式設計師來先把類的介面定義好，甚至可以把介面程式碼寫好（例如上面修改後的lxExp.h檔案和lxExp.cpp檔案），而把類的具體實現交給其他程式設計師開發。