c++ - 如何在不弄乱图书馆内部访问的情况下正确设计图书馆的外部访问？

Question

我正在尝试设计一个库，只向调用者开放几个接口(interface)，而不会弄乱它自己的内部访问控制。正确的做法是什么？

例如，这里是库:

namespace ControlledLib {
    class ThinkTrack1   {
        friend class DeepThought;
        friend class ThinkTrack2;
    private:
        int ResultA()   { return 6; }
        int ResultB()   { return 5; }
    };

    class ThinkTrack2   {
        friend class DeepThought;
    private:
        int ResultC()   { ThinkTrack1 tt1; return tt1.ResultB() + 2; }
    };

    class DeepThought   {
        friend int DeepThoughtAnswers();
    private:
        int Answers()   { 
            ThinkTrack1 tt1;
            ThinkTrack2 tt2;
            return tt1.ResultA() * tt2.ResultC(); 
        }
        int CreateWorld()   {
            return 7;
        }
    };

    int DeepThoughtAnswers()    { DeepThought dt;  return dt.Answers(); }
}

, 可以调用

#include "ControlledLib.h"

int i = ControlledLib::DeepThoughtAnswers();

实际答案由 class DeepThought 的函数 Answers() 给出，但是，只有一个 Answers() 可以访问外部调用者，我必须将 class DeepThought 的函数设为 private，并发明一个全局函数 DeepThoughtAnswers() 作为入口点，它调用class DeepThought 得到答案，然后 class DeepThought 必须将 DeepThoughtAnswers() 定义为 friend 函数。

一切才刚刚开始。由于 class DeepThought 实际上调用了 class ThinkTrack1 和 class ThinkTrack2，而 class ThinkTrack2 调用了 class ThinkTrack1 等等... 为了让外部调用者无法访问所有这些，所有这些函数都设置为private，我必须定义很多friendship。最重要的是，所有这些都扰乱了内部访问控制!

什么是更好的方法？

Answer 1

在设计界面时，您可以选择一些选项。第一种是只定义一个导出一组函数的 C 接口(interface)。这些函数在内部调用您的类，这些类通过这一层隐藏。

<ControlledLib.h>
extern "C" int DeepThoughAnswers();
</ControlledLib.h>

在源文件中你有这个函数的实现:

<ControlledLib.cpp>
#include "DeepThought.h"
#include "ThinkTrack1.h"
#include "ThinkTrack2.h"

int DeepThoughAnswers()
{
     DeepThought dt;
     return dt.Answers();
}
</ControlledLib.cpp>

您在此源中包含的文件然后使用没有 friend 的可见性，并且您只运送生成的库和 ControlledLib.h 文件。

另一种方法是使用 C++ 接口(interface)来隐藏实现细节。界面来了:

<ControlledLib.h>
class ControlledLib
{
public:
    virtual int DeepThoughAnswers() = 0;
};
</ControlledLib.h>

然后你有这个接口(interface)的实现，它可能看起来像这样:

<MyControlledLib.h>
class MyControlledLib : public ControlledLib
{
public:
    virtual int DeepThoughAnswers();
    void someOtherFunction(); //<-- not visible to the 'outside'
};
</MyControlledLib.h>

此外，您还添加了一个允许客户端实例化您的库的工厂。

<ControlledLib.h>
#include "ControlledLib.h"

class MyControlledLibFactory
{
public:
    static MyControlledLib* create();
};
</MyControlledLib.h>

对于客户，您只需提供工厂和接口(interface)，其他一切都是隐藏的。到目前为止，您的接口(interface)仅使用原始类型，这意味着您不必导出任何其他类型。如果你想在你的界面中使用类，你也需要导出它们以供使用。

<ControlledLib.h>
class ControlledLib
{
public:
    virtual int DeepThoughAnswers() = 0;
    virtual ComplexAnswer* DeepThoughAnswersAreComplex() = 0; //<-- ComplexAnswer header needs to be supplied too.
};
</ControlledLib.h>