Непрозрачные C-структуры: как их объявить?
Я видел два следующих стиля, объявляющих непрозрачные типы в C API. Есть ли явное преимущество в использовании одного стиля над другим?
Вариант 1
// foo.h
typedef struct foo * fooRef;
void doStuff(fooRef f);
// foo.c
struct foo {
int x;
int y;
};
Вариант 2
// foo.h
typedef struct _foo foo;
void doStuff(foo *f);
// foo.c
struct _foo {
int x;
int y;
};
Ответы
Ответ 1
Мое голосование за третий вариант, который mouviciel отправил, затем удалил:
Я видел третий способ:
// foo.h
struct foo;
void doStuff(struct foo *f);
// foo.c
struct foo {
int x;
int y;
};
Если вы действительно не можете набирать ключевое слово struct
, то typedef struct foo foo;
(примечание: избавиться от бесполезного и проблематичного подчеркивания) приемлемо. Но что бы вы ни делали, никогда используйте typedef
для определения имен типов указателей. Он скрывает чрезвычайно важную информацию о том, что переменные этого типа ссылаются на объект, который может быть изменен всякий раз, когда вы передаете их функциям, и он обрабатывает разные квалификационные (например, const
-квалифицированные) версии указателя a большая боль.
Ответ 2
bar(const fooRef)
объявляет неизменяемый адрес в качестве аргумента. bar(const foo *)
объявляет адрес непреложного аргумента foo как.
По этой причине я предпочитаю вариант 2. I.e., представленный тип интерфейса - это тот, где cv-ness можно указать на каждом уровне косвенности. Конечно, можно обойти библиотеку библиотеки 1-го варианта и просто использовать foo
, открывая себя для всех видов ужасов, когда редактор библиотеки меняет реализацию. (То есть, писатель библиотеки 1-й версии только воспринимает, что fooRef
является частью интерфейса инварианта и что foo
может прийти, пойти, быть изменен, что угодно. Писатель библиотеки 2-й версии воспринимает, что foo
является частью инварианта интерфейс.)
Я больше удивляюсь, что никто не предложил комбинированные конструкции typedef/struct.
typedef struct { ... } foo;
Ответ 3
Вариант 1.5
Я привык использовать Вариант 1, за исключением случаев, когда вы называете свою ссылку с помощью _h
чтобы обозначить, что она является "дескриптором" "объекта" стиля C данного "класса" C. Затем вы гарантируете, что ваши прототипы функций используют const
везде, где содержимое "дескриптора" этого объекта является только вводом, и не может быть изменено, и не используете const
везде, где содержимое может быть изменено.
Вот полный пример:
//======================================================================================================================
// my_module.h
//======================================================================================================================
// An opaque pointer (handle) to a C-style "object" of "class" type "my_module" (struct my_module_s *, or my_module_h):
typedef struct my_module_s *my_module_h;
// Create a new "object" of "class" "my_module":
// A function that takes a *pointer to* an "object" handle, 'malloc memory for a new copy of the opaque
// 'struct my_module_s', then points the user input handle (via its passed-in pointer) to this newly-created
// "object" of "class" "my_module".
void my_module_open(my_module_h * my_module_h_p);
// A function that takes this "object" (via its handle) as an input only and cannot modify it
void my_module_do_stuff1(const my_module_h my_module);
// A function that can modify the private content of this "object" (via its handle) (but still cannot modify the
// handle itself)
void my_module_do_stuff2(my_module_h my_module);
// Destroy the passed-in "object" of "class" type "my_module":
// A function that can close this object by stopping all operations, as required, and 'free'ing its memory.
// 'struct my_module_s', then points the user input handle (via its passed-in pointer) to this newly-created "object".
void my_module_close(my_module_h my_module);
//======================================================================================================================
// my_module.c
//======================================================================================================================
// Definition of the opaque struct "object" of C-style "class" "my_module".
// - NB: Since this is an opaque struct (declared in the header but not defined until the source file), it has the
// following 2 important properties:
// 1) It permits data hiding, wherein you end up with the equivalent of a C++ "class" with only *private* member
// variables.
// 2) Objects of this "class" can only be dynamically allocated. No static allocation is possible since any module
// including the header file does not know the contents of *nor the size of* (this is the critical part) this "class"
// (ie: C struct).
struct my_module_s
{
int my_private_int1;
int my_private_int2;
float my_private_float;
// etc. etc--add more "private" member variables as you see fit
}
void my_module_open(my_module_h * my_module_h_p)
{
// Ensure the passed-in pointer is not NULL (since it is a core dump/segmentation fault to try to dereference
// a NULL pointer)
if (!my_module_h_p)
{
// Print some error or store some error code here, and return it at the end of the function instead of
// returning void.
goto done;
}
// Now allocate the actual memory for a new my_module C object from the heap, thereby dynamically creating this
// C-style "object".
my_module_h my_module; // Create a local object handle (pointer to a struct)
my_module = malloc(sizeof(*my_module)); // Dynamically allocate memory for the full contents of the struct "object"
if (!my_module)
{
// Malloc failed due to out-of-memory. Print some error or store some error code here, and return it
// at the end of the function instead of returning void.
goto done;
}
// Initialize all memory to zero (OR just use 'calloc()' instead of 'malloc()' above!)
memset(my_module, 0, sizeof(*my_module));
// Now pass out this object to the user, and exit.
*my_module_h_p = my_module;
done:
}
void my_module_do_stuff1(const my_module_h my_module)
{
// Ensure my_module is not a NULL pointer.
if (!my_module)
{
goto done;
}
// Do stuff where you use my_module private "member" variables.
// Ex: use 'my_module->my_private_int1' here, or 'my_module->my_private_float', etc.
done:
}
void my_module_do_stuff2(my_module_h my_module)
{
// Ensure my_module is not a NULL pointer.
if (!my_module)
{
goto done;
}
// Do stuff where you use AND UPDATE my_module private "member" variables.
// Ex:
my_module->my_private_int1 = 7;
my_module->my_private_float = 3.14159;
// Etc.
done:
}
void my_module_close(my_module_h my_module)
{
// Ensure my_module is not a NULL pointer.
if (!my_module)
{
goto done;
}
free(my_module);
done:
}
Единственными улучшениями после этого было бы:
- Реализовать полную обработку ошибок и вернуть ошибку вместо
void
. -
Добавьте структуру конфигурации my_module_config_t
в файл .h и передайте ее в функцию open
для обновления внутренних переменных при создании нового объекта. Пример:
//--------------------
// my_module.h
//--------------------
// my_module configuration struct
typedef struct my_module_config_s
{
int my_config_param_int;
int my_config_param_float;
} my_module_config_t;
void my_module_open(my_module_h * my_module_h_p, const my_module_config_t *config);
//--------------------
// my_module.c
//--------------------
void my_module_open(my_module_h * my_module_h_p, const my_module_config_t *config)
{
// Ensure the passed-in pointer is not NULL (since it is a core dump/segmentation fault to try to dereference
// a NULL pointer)
if (!my_module_h_p)
{
// Print some error or store some error code here, and return it at the end of the function instead of
// returning void.
goto done;
}
// Now allocate the actual memory for a new my_module C object from the heap, thereby dynamically creating this
// C-style "object".
my_module_h my_module; // Create a local object handle (pointer to a struct)
my_module = malloc(sizeof(*my_module)); // Dynamically allocate memory for the full contents of the struct "object"
if (!my_module)
{
// Malloc failed due to out-of-memory. Print some error or store some error code here, and return it
// at the end of the function instead of returning void.
goto done;
}
// Initialize all memory to zero (OR just use 'calloc()' instead of 'malloc()' above!)
memset(my_module, 0, sizeof(*my_module));
// Now initialize the object with values per the config struct passed in.
my_module->my_private_int1 = config->my_config_param_int;
my_module->my_private_int2 = config->my_config_param_int*3/2;
my_module->my_private_float = config->my_config_param_float;
// etc etc
// Now pass out this object to the user, and exit.
*my_module_h_p = my_module;
done:
}