c++ - 头文件和实现文件如何在 C++ 中工作？

Question

我对 C++ 中的头文件和实现文件之间的关系有疑问。

我收到了两个空的头文件和一个空的实现文件。当我说“空”时，我的意思是文件只包含方法声明；我必须在每个方法中实现代码。 (我认为发布三个文件的代码是多余的，因为它们只包含声明..)

这三个文件是:

• interface_complexmutex.h
• complexmutex.h
• complexmutex.cpp

interface_complexmutex.h 具有用于 complexmutex 的虚拟 方法。此外，complexmutex 类继承自 interface_complexmutex。

这些文件具有我必须实现的基本互斥功能。我有两个问题:

1. 为什么我需要 interface_complexmutex.h？它并没有真正的 .cpp 文件，整个实现将在 complexmutex 文件中，对吧？

2. 我应该如何包含这些文件并在程序中使用complexmutex 类？ (例如，如果我在 complexmutex.cpp 中有 init() 方法)

   main.cpp 应该像这样吗？

   #include <stdlib.h>
   #include <stdio.h>
   #include "interface_complexmutex.h"
   #include "complexmutex.h"
   using namespace std;
   int main(){
   
       complexmutex a;
   
       /* do something with mutex to test */
   
       return 0;
   }
   

   我制作了自己的 Makefile，到目前为止，上面的代码似乎运行良好。

Answer 1

1) 仅当实现稍后可能发生变化时才需要接口(interface)。这将使您可以自由地对代码内部进行所有您想要的更改，而不会影响使用它来创建软件的人。这意味着用户应该只看到接口(interface)类，从不看到实现。

为此，您需要实现所谓的工厂 模式。这是一个函数，它将创建一个实现类的实例并将其作为指向接口(interface)类的指针(或引用)返回。您可能可以将该函数编写为接口(interface)类的静态方法。

2) 在程序中，您应该想象自己是代码的用户。用户不关心你如何实现你的特性，所以它根本不应该使用这个实现。如果可能，它应该只包含接口(interface) header 并像这样调用工厂方法:

 #include "interface_complexmutex.h"
 using namespace std;

 int main(...) {
     interface_complemutex* mutex = interface_complexmutex::create_new(...);
     // do something interesting with the mutex
 }

在此示例中，create_new 是您的工厂方法。如果您有不同的实现，您可以为其设置参数(通常是枚举)。

在使用接口(interface)(实际上是C++中的抽象类)时，需要使用指针或引用。您不能为抽象类创建值。当然，如果您编写测试代码，情况会有所不同，因为测试代码不应该被您的库的用户看到/使用。

注意事项:

让我指出命名是相当糟糕的。接口(interface)应该命名为complexmutex，实现应该命名为complexmutex_impl，因为用户应该更多地使用这个接口(interface)，它的名字应该更短(你可以用相关的东西代替“impl”，比如如果您使用 pthread 来实现您的互斥锁类，则为“pthread”。

请注意，在 C++0x 中有一个包含可用互斥锁的线程库。一些编译器已经支持它。