今天主要跟大家分享一種隱藏結構體成員的方法,很多地方也叫“不完全類型”,所以這里bug菌以更加通俗易懂的方式跟大家介紹下,并且談一談相關的一些問題。
1
引出話題
首先我們來看下面一個最簡單的例子:
參考代碼:
1/************filename:
App.h*************/ 2#ifndef __APP_H__ 3#define __APP_H__ 4 5 6typedef struct _tag_StObj stObj; 7struct _tag_StObj 8{ 9 int member1;
10 int member2;
11};
12 13//interface
14 15int sAdd(stObj *pObj); 16 17#endif 18 19/************filename: App.c*************/ 20#include “App.h” 21 22/**********************************
23 * Function : sAdd 24 * Note :加法函數,也是接口函數 25 * Author: bug菌
26 **********************************/ 27int sAdd(stObj *pObj) 28{ 29 return (pObj-》member1 + pObj-》member2); 30} 31 32/************filename: main.c*************/ 33#include 《stdio.h》 34#include
“。/App/App.h” 35 36int main(void) 37{ 38 stObj Obj; 39 Obj.member1 = 1;
40 Obj.member2 = 2; 41 42 printf(“result = %d ”,sAdd(&Obj)); 43 44 return 0; 45}
以上是三個文件中的內容,程序編譯通過,輸出結果為3。在main函數中均可以通過結構體定義變量,并且直接訪問其結構體內部的成員,而很多人覺得結構體作為一個對象不應該把其內部數據全部暴露出來供開放訪問,非常不利于內部實現細節的封裝和對象數據的安全性。那有什么辦法不允許外部訪問結構體成員呢?
2
不完全類型
“不完全類型”看起來很深奧的名字,主要還是翻譯問題吧,從字面上來說就是不那么完整的類型,我們知道像常規的char,int,float類型,要作為一個類型,那么平臺肯定為他們提供了所占據的內存大小和處理方式,而不完全類型幾乎沒有在定義的時候給出,比如沒有指定長度的數組array[],他也是一種不完全類型,雖然表示的是數組,可是你不知道它到底有多大,這樣編譯器就不能夠為其分配內存而定義報錯。下面修改下之前的程序,把結構體定義放到對應的app.c文件,而app.h中留下一個啥也不含的同名結構體“空殼”。
1/************filename: App.h*************/ 2#ifndef __APP_H__ 3#define __APP_H__ 4 5 6typedef struct _tag_StObj stObj;
7/*struct _tag_StObj 8{ 9 int member1;
10 int member2; 11};*/ 12 13//interface 14 15int sAdd(stObj *pObj);
16 17#endif 18 19/************filename: App.c*************/ 20#include “App.h” 21 22struct _tag_StObj 23{ 24 int member1; 25 int member2; 26};
27/********************************** 28 * Function : sAdd 29 * Note :加法函數,也是接口函數 30 * Author:
bug菌 31 **********************************/ 32int sAdd(stObj *pObj) 33{ 34 return (pObj-》member1 + pObj-》member2);
35} 36 37/************filename: main.c*************/ 38#include 《stdio.h》 39#include “。/App/App.h” 40 41int main(void) 42{ 43 stObj Obj;
44 Obj.member1 = 1; 45 Obj.member2 = 2;
46 47 printf(“result = %d ”,sAdd(&Obj)); 48 49 return 0; 50}
編譯結果:
此時編譯器會報一個error,表示不知道該結構體到底是多大,如果你要是問App.c文件里面不是定義了結構體成員嗎?怎么還會報錯?你需要看一下bug菌的往期精彩,C程序的編譯都是以源文件為單元展開的。
3
求助指針
把前面的main.c改改看能不能編譯通過:
1/************filename: main.c*************/ 2 3#include 《stdio.h》 4#include “。/App/App.h” 5 6int main(void) 7{ 8 stObj *Obj; 9 //Obj.member1 = 1;
10 //Obj.member2 = 2; 11 12 printf(“result = %d ”,sAdd(Obj)); 13 14 return 0; 15}
然而此時編譯通過:
當然上面程序語法沒問題,運行卻是有問題的,定義了一個野指針,一旦運行基本上都會奔潰。并且不能通過指針直接訪問結構體成員,因為這是一個不知道成員的結構體“空殼”,同樣sizeof也檢測不了大小。
那問題來了,為什么用結構體定義變量不行,而定義成指針卻可以呢?其實這個問題與bug菌之前談到的可以定義成void*指針變量,卻不能定義為void變量是相同的道理,因為指針的大小一般平臺和編譯器確定下來就基本確定下來了,它不依賴于所指向的對象類型,同樣void也是一個不完全類型。
4
隱藏結構體成員
現在遵循兩個原則:1、不能直接用不完全類型定義變量,可以定義指針:2、不能夠訪問其結構體內部成員,因為根本不知道。
參考代碼:
1/************filename: App.h*************/ 2#ifndef __APP_H__ 3#define __APP_H__ 4 5 6typedef struct _tag_StObj stObj;
7 8//interface 9stObj * sCreate(int member1,int member2); 10int sAdd(stObj *pObj);
11 12 13#endif 14 15/************filename: App.c*************/ 16#include “App.h” 17 18struct _tag_StObj 19{ 20 int member1; 21 int member2; 22}; 23 24/********************************** 25 * Function : sCreate 26 * Note :創建函數,也是接口函數 27 * Author: bug菌 28 **********************************/ 29stObj * sCreate(int member1,int member2) 30{ 31 static stObj staticObj;
32 33 staticObj.member1 = member1; 34 staticObj.member2 = member2; 35 36 return &staticObj; 37} 38 39 40/********************************** 41 * Function : sAdd 42 * Note :加法函數,也是接口函數 43 * Author: bug菌 44 **********************************/ 45int sAdd(stObj *pObj) 46{ 47 return (pObj-》member1 + pObj-》member2);
48} 49 50/************filename: main.c*************/ 51 52#include 《stdio.h》 53#include “。/App/App.h” 54 55int main(void) 56{ 57 stObj *Obj; 58 59 Obj = sCreate(3,5); //內部構造結構體
60 61 printf(“result = %d ”,sAdd(Obj)); //調用相應的接口 62 63 return 0; 64}
編譯成功,運行OK,結果如下:
那么不完全類型隱藏結構體成員的目的基本上就達到了,以后外部也是無法通過結構體變量直接訪問成員了,只能對象自身在相應的.c文件中定義對應的接口,然后聲明在對應的interface中供外部使用。
5
but
那么我們回過頭來想想這樣的不完全類型究竟做了啥?1)不允許外部訪問數據細節,因為這個類型不完整,編譯器把握不住~2)全程通過指針傳遞,本質上和void*差別不大,但是他可以進行類型的檢查,這樣代碼的數據意義更加的明確。
當我們使用不完全結構體類型,結構體所有的成員都變成了私有,即這一種封裝私有數據的方式,且均需要通過相應的接口函數訪問,確實一種好的面向對象的封裝方式。但是完全私有的封裝還是比較麻煩,還是要做到“公私分明”,函數調用也需要一定的開銷,就看工程師們怎么去平衡“性價比”了。
責任編輯:haq
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原文標題:如何隱藏"結構體對象"成員?
文章出處:【微信號:pcbgood,微信公眾號:奈因PCB電路板設計】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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