C++：如何正确的使用接口类

深碍√TFBOYSˉ_ 2022-05-21 06:59 189阅读 0赞

前一篇文章中讲过C++中如何正确的定义接口类，那定义好的接口类如何正确使用？本篇将细细说说。

### **提供接口与实现** ###

首先，声明一个接口：

// circle.h
    // 圆的接口类
    class Circle {
    public:
    	virtual ~Circle() {};
    
    	// 接口方法：面积
    	virtual double area() = 0;
    };

通过继承的方式实现这个接口：

// circle_impl.h
    #include "circle.h"
    
    // 圆的具体实现类
    class CircleImpl : public Circle {
    
    private:
    	double radius;
    public:
    	CircleImpl(double radius);
    	double area() override;
    };

// circle_impl.cpp
    #include <cmath>
    #include "circle_impl.h"
    
    inline double pi() {
    	return std::atan(1) * 4;
    };
    
    CircleImpl::CircleImpl(double _radius) : radius(_radius) {
    };
    
    double CircleImpl::area() {
    	return pi() * radius * radius;
    };

最后，通过管理类创建接口派生类的实例，或者销毁接口派生类的实例：

// circle_manager.h
    #include "circle.h"
    
    // 圆的创建工厂类
    class CircleManager {
    public:
        static Circle* create(double radius);     // 创建circle实例
        static void destroy(Circle* circlePtr);   // 销毁circle实例
    };

// circle_manager.cpp
    #include "circle_manager.h"
    #include "circle_impl.h"
    
    Circle* CircleManager::create(double radius) {
        Circle* circlePtr = new CircleImpl(radius);
    
        return circlePtr;
    };
    
    void CircleManager::destroy(Circle* circlePtr) {
        delete circlePtr;
    };

代码目录结构：

其中inc目录用于存放Circle接口类和Circle管理类的声明，src目录中存放Circle实现类CircleImpl的声明和定义、Circle管理类CircleManager的定义。

然后，可以将以上代码编译成静态库circle.lib，并和inc目录中的头文件一起提供给外部调用：

### **如何使用静态库？** ###

外部使用者编译时，需要做如下配置：

1). 把inc目录添加到“附加包含目录”中。

2). “附加依赖项”中添加circle.lib。

3). 把circle.lib所在目录的路径添加到“附加库目录”中。

外部使用者的代码如下：

// main.cpp
    #include <iostream>
    #include "circle_manager.h"
    #include "circle.h"
    
    int main() 
    {
        Circle* circlePtr = CircleManager::create(3);
        cout << circlePtr->area() <<endl;
        CircleManager::destroy(circlePtr);
        
        system("pause");
    
        return 0;
    }

以上代码只提供给外部circle的接口，circle的实现完全被隐藏了起来，外部将无从知晓，外部使用者只能通过circle管理类生成circle的派生类的实例。外部使用者得到circle派生类的实例后，除了能调用接口暴露的方法area()外，其它什么也做不了，这样就完全达到了使用接口的最终目标。

### **如何编译成动态库？** ###

首先，添加一个新的头文件：

// dll_export.h 
    // if windows .dll 
    #ifdef _WINDLL 
    
    #ifdef DLL_API_EXPORTS 
    #define DLL_API __declspec(dllexport) 
    #else 
    #define DLL_API __declspec(dllimport) 
    #endif 
    
    // else if Linux or macOS .so 
    #else 
    #define DLL_API 
    #endif

添加此头文件后，代码可以在windows、Linux下都可编译生成动态库，只需在编译时设置不同参数就行了。

windows： /D "DLL\_API\_EXPORTS" /D "\_WINDLL"

Linux： 不用配置额外参数

circle.h和circle\_manager.h也要做相应改动：

// circle.h 
    #pragma once 
    #include "dll_export.h" 
    
    // 圆的接口类 
    class DLL_API Circle 
    { 
    public:        
        virtual ~Circle() {};
    
        // 接口方法：面积         
        virtual double area() = 0; 
    };

// circle_manager.h 
    #pragma once 
    
    #include "circle.h" 
    #include "dll_export.h"  
    
    // 圆的创建工厂类 
    class DLL_API CircleManager 
    { 
    public: 
        static Circle* create(double radius); 
        static void destroy(Circle* circlePtr); 
    };

编译完成后将生成”circle.lib“和”circle.dll“文件：

### **如何使用动态库？** ###

外部使用者编译时，需要做如下配置：

1). 代码中添加\#pragma comment(lib,"circle.lib")， 这里是circle.lib，不是circle.dll。

2). 把inc目录添加到“附加包含目录”中。

3). “附加依赖项”中添加circle.lib，这里也是circle.lib，不是circle.dll。

4). 把bin目录所在路径添加到”附加库目录“中。

新的外部使用者的代码如下：

#include <iostream> 
    
    #include "circle_manager.h" 
    #include "circle.h" 
    
    #pragma comment(lib,"circle.lib") 
    
    int main() 
    {
        Circle* circlePtr = CircleManager::create(3);
        cout << circlePtr->area() << endl;
        CircleManager::destroy(circlePtr);
        
        system("pause");
    
        return 0; 
    }

### **总结** ###

这里有几点需要说明一下：

1、为什么CircleManager类即在提供创建实例的方法又要提供销毁实例的方法？

由于编译器的实现方式不同，dll的堆空间可能跟调用方的堆空间不同，它可能是由dll自己单独管理的，所以从dll中创建的实例，最好还是在dll中销毁。

2、对动态库的调用本文是通过隐式调用的方式完成的，对动态库的调用也可以使用显式调用的方式，但由于windows和Linux在使用显式调用时的API是不同的，不好提供统一的代码，所以本文没有举例，以后有机会再单独行文介绍。

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### **参考文档** ###

[HowTo: Export C++ classes from a DLL][HowTo_ Export C_ classes from a DLL]

[Exporting C++ classes from a DLL][HowTo_ Export C_ classes from a DLL]

[DLLs in Visual C++][DLLs in Visual C]

[Microsoft Visual Studio .NET 2003 Warning C4251][]

[Exporting classes containing std:: objects (vector, map, etc) from a dll][Exporting classes containing std_ objects _vector_ map_ etc_ from a dll]

[HowTo_ Export C_ classes from a DLL]: https://www.codeproject.com/Articles/28969/HowTo-Export-C-classes-from-a-DLL
[DLLs in Visual C]: https://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms235636.aspx#
[Microsoft Visual Studio .NET 2003 Warning C4251]: http://www.unknownroad.com/rtfm/VisualStudio/warningC4251.html
[Exporting classes containing std_ objects _vector_ map_ etc_ from a dll]: https://stackoverflow.com/questions/767579/exporting-classes-containing-std-objects-vector-map-etc-from-a-dll