<C++> 类的‘’实现‘’与‘’接口‘’分离

C++这门语言囊括了多种语言范式，并不是严格的

OOP

语言，所以在“实现与接口的分离”这一方面做得并不算好。 这里简述

C++

的类设计中把实现与接口分离的方法.

在C++的某个

class

的定义中，不仅声明了接口，还可以看到实现的具体细节，当然这个视角是针对类内部的，通常是在私有域

private

中，比如下面这个类：

class Person {
public:
Person(const std::string& name, cpnst Date& birthday,
const Address& addr);
std::string name() const;
std::string birthDate() const;
std::string address() const;
private:
//实现的细节
std::string theName;
Date theB工rthDate;
Address theAddress;
};

要实现这么一个类，一般的做法就是在所在声明的头文件中

include

Date和Address两个类的声明文件

include"date.h"/include"address.h"

，如果Date或者Address类发生了改动，那么连带Person类及包含Person头文件的后续文件都要重新编译。这样子的话Person类的使用者就会有极大的不便，Person/Date/Address中的任何一个类改动，Person客户端都必须重新编译。

我们可以借鉴类似Java中的做法，声明一个类时，出现的是一个指向该类型的指针，只要分配给该指针足够的空间，我们就可以隐藏其“实现”了。我打一个可能不是那么形象的例子，原始版本就是一本书，我们是这本书的使用者，书中的内容有改动时，出版社就需要重新印刷一份，现在我们不用拿着书了，我们手中只有一个目录，我们需要资料的时候直接按照目录向出版社拿内容，出版社可以随时更新他手头的资料内容，而我们只要专注于“索要”资料就行了。

但是这样子分离的还不够彻底，我们把

Person

类分离为两部分，纯粹的两部分，一部分叫实现类（定义为PersonImpl [Person Implementation]），另一部分叫接口类(即 Person）。

把具体的实现放在

PersonImpl

类中，然后通过

Person

类管理指针形式的

PersonImpl

对象，然后把接口暴露给客户，实现分离。

#include <string>
#include <memory>

class Personlmpl;  //实现类的声明
class Date;     //接口中需要用到的其他类的声明
class Address;

class Person {
public:
Person(const std::string& name, const Date& birthday,
const Address& addr);
std::string name() const;
std::string birthDate() const;
std::string address() const;
private:
std::shared_ptr<PersonImpl> plmpl;  //指针的形式，且遵循以类管理资源的原则
};

在PersonImpl类和Person类中，有着同名的成员函数，接口也是完全一样的

这样的设计，Person类的使用者就完全的与Person/Date/Address三种类的实现细节分离开了，只要专注于接口的使用就OK了。

并且在这样的设计下，如果Date,Address之类的Class有变动，Person类的使用者也不需要重新编译。

另一种方法也许更常见，就是把接口

（Interface）

都在一个接口类（抽象类）中描述，然后由它的派生类来具体实现，有着纯虚函数的类就是抽象类，抽象类是一种不能实例化的特殊类，所以经常可以用来描述接口：

class Person {
public:
virtual -Person();
virtual std::string name() const = 0;  // =0后缀，即为纯虚函数
virtual std::string birthDate() canst = 0;
virtual std::string address() const = 0;
};

正常的使用就是在派生类中具体实现：

class RealPerson: public Person {
public:
RealPerson(const std::string& name, const Date& birthday,
const Address& addr)
theName(name) , theBirthDate(birthday) , theAddress(addr)
{}
virtual -RealPerson() { )
std::string name() const;
std::string birthDate() const;
std::string address() const;
private:
std::string theName;
Date theBirthDate;
Address theAddress;
}

除此之外，抽象类也是

“工厂设计模式”

的一种比较优良的实践，我们可以通过一个在抽象类中定义一个

create函数

（通常是静态方法，用

static

关键字来修饰），用来动态生成继承体系中的各种实例，都可以通过一个

create函数

来实现，当然别忘了，为了满足多态的要求，返回的应该是一个[b]指针（*）或引用（&）。

class Person {
public:
static std::shared_ptr<Person> create(const std::string& name, const Date& birthday, const Address& addr)
{
return std::shared_ptr<Person>(new RealPerson(name, birthday,addr);  //此例中只展示了生成RealPerson实例，更真实的实践中通常取决于参数，环境等等
}

};

当然两种方法都是很好很实用的剥离“实现”与“接口”的实践，减少类与类之间的耦合度。

他们分别叫做

handle class

和

interface class

，可以从名字形象的推测出它们的含义。