c - 如何在不公开其类型的情况下公开 C 结构大小？

Question

我在 C(不是 C++!)中有以下内容:

module.c
    struct Private {...};
    void foo(void* private, int param) {...}

module.h
    #define PRIVATE_SIZE ???;
    void foo(void* private, int param);

main.c
    char m1[PRIVATE_SIZE];
    char m2[PRIVATE_SIZE];

    int main()
    {
        foo(m1, 10);
        foo(m2, 20);
    }

我如何在编译时公开 sizeof(Private) 以便应用程序可以静态分配其存储而不公开 Private 类型？

请注意，这是一个非常有限的嵌入式系统，动态分配不可用。

Answer 1

您不应该将结构的大小暴露给调用者，因为这首先破坏了私有(private)封装的全部目的。您的私有(private)数据的分配与调用者无关。另外，避免使用 void*，因为它们完全缺乏类型安全。

这就是你在 C 中编写私有(private)封装的方式:

• 在module.h中，前向声明一个不完整的类型typedef struct module module;。
• 在module.c 中，放置这个结构的结构定义。它只对 module.c 可见，对调用者不可见。这称为不透明类型。
• 调用者只能分配指向该结构的指针，不能分配对象。

• 调用方代码可能如下所示:

  #include "module.h"
  ...
  module* m;
  result = module_init(&m)
  

• module_init 函数充当“构造函数”，在 module.h 中声明并在 module.c 中定义:

  bool module_init (module** obj)
  {
    module* m = malloc(sizeof *m);
    ...
    m->something = ...; // init private variables if applicable
  
    *obj = m;
    return true;
  }
  

• 如果调用者确实需要知道对象的大小，那只会是为了硬拷贝等目的。如果有需要，提供一个封装分配和复制的复制函数("复制构造函数”)，例如:

  result module_copy (module** dst, const module* src);
  

编辑:

请注意，分配方式是一个单独的问题。您不必为上述设计使用动态分配。例如，在嵌入式系统中，通常使用静态内存池来代替。参见 Static allocation of opaque data types