接口，在C++中隐藏具体的实现细节

Interfaces, hiding concrete implementation details in C++

本文关键字：实现 细节 隐藏 C++ 接口      更新时间：2023-10-16

我有一个关于在C++库中隐藏接口细节的问题。下面的例子说明了这个问题：

假设我们有一个名为ISystem的类，它公开了Init、Run、Tick、Shutdown、GetXXXSubSystem等方法其中X是各种接口的指针，如：ISoundSystem，IInputSystem

我们也有ISystem的具体实现，如：Win32System、OSXSystem等

这些特定的实现使用皮条习惯用法来隐藏内部例如Win32System实例化Win32RawInputSystem作为输入系统管理器。

所有这样的管理器都有自己的Init、Run、Tick和Shutdown方法它们不是接口的一部分（仅是具体实现），并且由具体系统实现来运行和管理。

调用GetXXXSubSystem的用户在没有这些方法（Init等）的情况下获得接口指针，但是尽管如此，他仍然可以把指针指向具体的实现以及像Init Run Tick等他不应该访问的触发方法。

问题是，是否有可能以某种方式隐藏具体类？我试着做那些方法在具体的实现中受到保护，并将类模板化到最终会成为朋友的类型上，但这似乎是被禁止的，并且现有的黑客攻击不适用于VC11。

我能想到的唯一方法是从标题中转移具体的实现声明到Win32System类的cpp文件中，但我发现这样做有很大的缺点（甚至不确定这是否可行），因为这样每个子系统也必须是这个cpp文件的一部分，这将成为一个可维护性的噩梦。

我正在考虑的另一个解决方案是使用像这样的工厂方法

(RawInput.h) 
IInputSystem* CreateRawInputSystem();
(RawInput.cpp)
class RawInput : public IInputSystem {}; ...

并将类的定义移动到cpp文件中，但接下来，我将如何从库的其他部分（即Win32System impl中）访问此类型？

是否可以将.cpp文件包含在其他.cpp文件中？

提前感谢您的任何提示。

如果您在这里开发库，那么您可以简单地选择不导出不想公开的具体类的头文件。不能强制转换为没有定义的类。

示例：
MyProjectFolder/Src/Export/ISystem.h

#ifndef ISYSTEM_H
#define ISYSTEM_H
#include "IInputSystem.h"
class ISystem
{
public:
    virtual ~ISystem() {};
    virtual void Run()=0;
    virtual IInputSystem* GetInputSystem()=0;
};
#endif

我的项目文件夹/Src/Export/IInputSystem.h

#ifndef IINPUTSYSTEM_H
#define IINPUTSYSTEM_H
class IInputSystem
{
public:
    virtual ~IInputSystem() {};
    virtual void Foo()=0;
    virtual void Bar()=0;
};
#endif

MyProjectFolder/Src/Export/Win32System.h

#ifndef WIN32SYSTEM_H
#define WIN32SYSTEM_H
#include "ISystem.h"
class Win32System : public ISystem
{
public:
    Win32System();
    virtual void Run();
    virtual IInputSystem* GetInputSystem();
private:
    struct impl;
    impl* m_pImpl;
};
#endif

MyProjectFolder/Src/Win32RawInputSystem.h

#ifndef WIN32RAWINPUTSYSTEM_H
#define WIN32RAWINPUTSYSTEM_H
#include "IInputSystem.h"
class Win32RawInputSystem : public IInputSystem
{
public:
    virtual void Foo();
    virtual void Bar();
    virtual void Run(); // you do not want to expose that function
};
#endif

MyProjectFolder/Src/Win32System.cpp

#include "Win32System.h"
#include "Win32RawInputSystem.h"
struct Win32System::impl
{
    Win32RawInputSystem inputSys;
};
Win32System::Win32System()
 : m_pImpl(new impl)
{
}
void Win32System::Run()
{ // run run run
}
IInputSystem* Win32System::GetInputSystem()
{
    return &m_pImpl->inputSys;
}

因此，在构建项目时，其包含搜索路径不仅是Src/，而且是Src/Export/。在库项目中，您可以使用所有类，包括Win32RawInputSystem。部署库时，您只会泄露Src/Export/文件夹中的标头。客户端仍然可以使用该库，但它们永远不能将IInputSystem*强制转换为Win32RawInputSystem*，因为它们没有该标头。因此，该库的用户可以在IInputSystem*上调用Foo()和Bar()，但他们永远无法调用Run()。

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