这样设计API，让接口更加健壮！

本是古典何须时尚 2022-12-24 05:00 140阅读 0赞

原文链接：[https://www.yanbinghu.com/2020/11/07/61329.html][https_www.yanbinghu.com_2020_11_07_61329.html]

之前在《[PIMPL-隐藏类的私有成员][PIMPL-]》中介绍了一种隐藏类的私有成员的方法，或者说隐藏接口实现细节的方法-PIMPL。  
假设提供的接口的入参比较复杂，可能有人会考虑使用结构体作为入参。当你考虑这么做的时候，灾难也将会随之而来……

## 示例： ##

// 来源：公众号【编程珠玑】
    // 作者：守望先生
    // api.h
    #include<iostream>
    struct Param{
        int num;
        std::string str;
    };
    void TestFun(const Param &param);
    
    // api.cc
    #include "api.h"
    void TestFun(const Param &param){
        std::cout<<"num:"<<param.num<<" str:"<<param.str.c_str()<<std::endl;
    }

假设提供TestFun作为一个对外接口，我们编译并制作为静态库：

$ g++ -c api.cc -I./
    $ ar -rcs libapi.a api.o

关于静态库的制作，请参考《[Linux下如何制作静态库？][Linux]》。

另外一个程序main.cc这么使用它：

// 来源：公众号编程珠玑
    // 作者：守望先生
    #include "api.h"
    int main(){
        Param param;
        param.num = 10;
        param.str = "24"; 
        TestFun(param);
        return 0;
    }

编译链接使用：

$ g++ -o main main.cc -L./ -lapi -I ./
    $ ./main

看起来并没有什么问题，有新的参数，可以直接在Param中增加即可，扩展性也不错。

## 问题来了 ##

目前来看是没有什么问题的，但是假设，还有另外一个库要使用它，例如：

// 来源：公众号编程珠玑
    // 作者：守望先生
    // use_api.h
    #include"api.h"
    void UseApi();
    
    // use_api.cc
    #include"use_api.h"
    void UseApi(){
        Param param;
        param.num = 10;
        param.str = "24"; 
        TestFun(param);
    }

也将它作为静态库：

$ g++ -c use_api.cc -I./
    $ ar -rcs libuse_api.a use_api.o

这个时候同样主程序会用到我们的原始api，但是却使用了不同的版本，比如，新增了Param中新增了一个字段ext：

// 来源：公众号【编程珠玑】
    // 作者：守望先生
    // api.h
    #include<iostream>
    struct Param{
        int num;
        std::string str;
        std::string ext;
    };
    void TestFun(const Param &param);
    
    // api.cc
    #include "api.h"
    void TestFun(const Param &param){
        std::cout<<"num:"<<param.num<<" str:"<<param.str.c_str()<<" ext:"<<param.ext.c_str()<<std::endl;
    }

重新生成静态库：

$ g++ -c api.cc -I./
    $ ar -rcs libapi.a api.o

这个时候，通过use\_api使用api接口，但是链接新的库：

// 来源：公众号编程珠玑
    // 作者：守望先生
    #include "use_api.h"
    int main(){
        UseApi();
        return 0;
    }

这个时候，再去编译链接，并运行：

$ g++ -o main main.cc -I./ -L./ -luse_api -lapi
    $ ./main
    Segmentation fault (core dumped)

看到没有，喜闻乐见的core dumped了，分析core还会发现，是由于访问非法地址导致的。

我们再来梳理一下这个过程：

*  提供库libapi.a版本A
 *  libuse\_api使用版本A进行编译，使用A版本的头文件
 *  libapi.a库升级到B版本，其中头文件中增加了字段，并且实现也引用了新的字段
 *  主程序使用了use\_api，但是链接了版本B的libapi.a库

![8b81d328ab0109d17c2fc98eda5bef8c.png][]

这个时候，版本B的实现访问了新的字段，还是use\_api中还是使用A版本，并没有传入新字段，因此自然会导致非法访问。

## 如何解决？ ##

很简单，不直接暴露成员，而是提供setter和getter，而提供方式和前面提到的PIMPL方法类似。

// api.h
    // 来源：公众号编程珠玑
    // 作者：守望先生
    #include<iostream>
    #include<memory>
    class Param{
    public:
        void SetNum(int num);
        int GetNum() const;
        void SetStr(const std::string &str);
        std::string GetStr() const;
        void SetExt(const std::string &str);
        std::string GetExt() const;
        Param();
      private:
        class ParamImpl;
        std::unique_ptr<ParamImpl> param_impl_;
    };
    void TestFun(const Param &param);

在这里头文件中只提供setter和getter，而完全不暴露成员，具体成员的设置在ParamImpl中实现：

// api.cc
    // 来源：公众号编程珠玑
    // 作者：守望先生
    #include "api.h"
    class Param::ParamImpl{
      public:
        int num;
        std::string str;
        std::string ext;
    };
    Param::Param(){
        param_impl_.reset(new ParamImpl);
    }
    // 析构函数必须要
    Param::~Param() = default;
    void Param::SetNum(int num){
        param_impl_->num = num;
    }
    int Param::GetNum() const {
        return  param_impl_->num;
    }
    void Param::SetStr(const std::string &str){
        param_impl_->str = str;
    }
    void Param::SetExt(const std::string &ext){
        param_impl_->ext = ext;
    }
    std::string Param::GetStr() const {
        return param_impl_->str;
    }
    std::string Param::GetExt() const {
        return param_impl_->ext;
    }
    void TestFun(const Param &param){
        std::cout<<"num:"<<param.GetNum()<<" str:"<<param.GetStr().c_str()<<"ext:"<<param.GetExt().c_str()<<std::endl;
    }

通过上面的方式，不会直接暴露成员函数，而是提供接口设置或者获取，而在实现中，即便出现新的版本增加了接口，最多也只是获取到默认值，而不会导致程序崩溃。

## 总结 ##

本文和之前的文章实现方法是一样的，这样不暴露成员的做法，更大程度避免了链接库不一致导致的问题，你学会了吗？

**示例代码可通过阅读原文查看。**

![ebd884b9359263e715b8ca03bcadfc08.png][]

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[https_www.yanbinghu.com_2020_11_07_61329.html]: https://www.yanbinghu.com/2020/11/07/61329.html
[PIMPL-]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI2OTA3NTk3Ng==&mid=2649286085&idx=1&sn=0cde83e1e4cefd31bc4801cedba7fe8b&chksm=f2f996a2c58e1fb45d6cff5c300d3b8e372d5183b3cdafac098744cba49610839e325c52602e&scene=21#wechat_redirect
[Linux]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI2OTA3NTk3Ng==&mid=2649284803&idx=1&sn=160b48fbeafbb5bc63e6ea5015c959cb&chksm=f2f993a4c58e1ab23edf9c1f83d386fcb6c2b400367f3b35d9296f8df198a8922c2bb89f87ae&scene=21#wechat_redirect
[8b81d328ab0109d17c2fc98eda5bef8c.png]: /images/20221120/1627aa99d4f945bbaef78e535cab3830.png
[ebd884b9359263e715b8ca03bcadfc08.png]: /images/20221120/f1ba224b17354671983d07210f12a72e.png
[4dfd3025c0869da982a9a49111f27fdc.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/4dfd3025c0869da982a9a49111f27fdc.png
[const]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI2OTA3NTk3Ng==&mid=2649286370&idx=1&sn=0178431f5614f475ffb08d2ce7af40a7&chksm=f2f99585c58e1c9379f8e4af4ff899e5096bfeb066ef092a8b2fe80637371d3d60547dc0b5eb&scene=21#wechat_redirect
[5b83b1001f804ff9f321f98aa8cc15a2.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/5b83b1001f804ff9f321f98aa8cc15a2.png