最近在看strongswan源代碼，看到strongswan的代碼框架很有意思，用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)類(lèi)的思想。當(dāng)我們編寫(xiě)完一個(gè)模塊，我們需要提供的是H的文件給其他模塊使用，我們希望H文件中就只能包含一些公有函數(shù)，和一些類(lèi)型的申明，不希望其他模塊篡改我們C文件私有的變量，訪問(wèn)我們的私有方法，strongswan的代碼實(shí)現(xiàn)這種類(lèi)思想，舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，如圖：

比如左側(cè)C文件是一個(gè)主程序，可以調(diào)用模塊1和模塊2提供的公有函數(shù)，這些函數(shù)在相應(yīng)模塊H文件中，但是也僅僅只能調(diào)用這些公有函數(shù)，模塊的C文件中的私有函數(shù)和私有變量無(wú)法訪問(wèn)。(當(dāng)然如果模塊2想調(diào)用模塊1的函數(shù)也類(lèi)似，模塊2的C文件包含模塊1的H文件，圖沒(méi)標(biāo)識(shí))

可以先看看strongswan中模塊C文件中的一部分代碼，主要為了顯示這種框架，基本strongswan每個(gè)模塊都是這種格式，包含如下：

1.包含自己模塊的頭文件，頭文件中有模塊公有的結(jié)構(gòu)體定義。

2.模塊C文件定義私有結(jié)構(gòu)體，私有結(jié)構(gòu)體包含一個(gè)公有結(jié)構(gòu)體變量，以及包含自己的私有方法或者變量。

3.模塊C文件定義了公有方法METHOD(當(dāng)然也包括私有方法，不過(guò)先關(guān)注公有方法)。

4.模塊C文件定義了如何創(chuàng)建公有結(jié)構(gòu)體的函數(shù)并返回公有結(jié)構(gòu)體的指針。

??? #include "crypto_factory.h"
??? ?
??? struct private_crypto_factory_t {
??????????? crypto_factory_t public;
??????????? /*private method or value*/
??? }
??? ?
??? METHOD(crypto_factory_t, create_verify_enumerator, enumerator_t*,
??????????? private_crypto_factory_t *this, transform_type_t type)
??? {
??????????? /*public method code*/
??? ?
??? }
??? ?
??? crypto_factory_t *crypto_factory_create() {
??? ?
??????????? /*create public struct*/
??? ?
??? }

H文件摘取一部分代碼，主要顯示這種格式，如圖：

??? struct crypto_factory_t {
??? ?
??????????? /*一堆公有函數(shù)指針*/
??? ?
??? }
??? crypto_factory_t *crypto_factory_create();

而其中METHOD的方法的宏定義如下:

??? #define METHOD(iface, name, ret, this, ...) \
??????????? static ret name(union {iface *_public; this;} \
??????????? __attribute__((transparent_union)), ##__VA_ARGS__); \
??????????? static typeof(name) *_##name = (typeof(name)*)name; \
??????????? static ret name(this, ##__VA_ARGS__)

如果看到這個(gè)宏定義會(huì)有點(diǎn)暈，聽(tīng)我一一講來(lái)，當(dāng)然我自己編寫(xiě)了個(gè)簡(jiǎn)單例子可以直接理解這種框架思想，可以直接跳到例子看。

從這個(gè)宏定義來(lái)說(shuō)：

1.先看第一句話，static ret name(union {iface *_public; this;} __attribute__((transparent_union)), ##__VA_ARGS__);

這個(gè)的意思是向編譯器提供一個(gè)函數(shù)原型，而函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)是一個(gè)透明聯(lián)合類(lèi)型，這個(gè)是用來(lái)干嘛呢，正常函數(shù)定義時(shí)候需要指定參數(shù)的類(lèi)型，而設(shè)置成透明聯(lián)合類(lèi)型，可以讓函數(shù)接受不同類(lèi)型參數(shù)。

舉個(gè)例子：已經(jīng)定義了void func_a（int a）函數(shù)，功能是打印a的值，如果你想這個(gè)功能也接受類(lèi)型float b，而你又不想重新定義另個(gè)函數(shù)，這時(shí)候可以使用透明聯(lián)合類(lèi)型，函數(shù)變成：void func_a（union { int a;float b;}__attribute__((transparent_union))）。

再看看第二個(gè)參數(shù)，是##__VA_ARGS__，這個(gè)是一個(gè)宏，可以接受可變數(shù)目的參數(shù)，代表就是METHOD最后面的省略號(hào)(可變參數(shù))，而加上##表示如果沒(méi)有可變參數(shù)時(shí)候，去掉前面的逗號(hào)，如它允許這樣調(diào)用，name(this, a, b, c)，也允許只調(diào)用name(this)這樣。

2.再看第二句話，先定義了一個(gè)函數(shù)指針，*_name，它的類(lèi)型跟第一句話我們定義的一樣，并且把我們第一句話函數(shù)定義的指針變量賦給它。可以簡(jiǎn)單理解為，第一句話我們定義了一個(gè)int *a，然后我們又定義了一個(gè)int *_a，并且把a(bǔ)的值賦給_a，_a=a。

3.最后一句話就很普通了，就是定義一個(gè)函數(shù)了。

第一看在想為什么要搞得這么復(fù)雜？后來(lái)慢慢理解了它的思想，這邊可以先看看一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，用這種框架思想寫(xiě)了一個(gè)簡(jiǎn)單的模塊，我把METHOD相應(yīng)的宏展開(kāi)了，方便理解。

C文件，print_module.c

??? #include <stdio.h>
??? #include <stdlib.h>
??? #include "print_module.h"
??? ?
??? typedef struct private private;
??? struct private {
?? ??? ?public p;
?? ??? ?int private_v1;
??? };
??? ?
??? typedef union u_t
??? {
??????? public *p1;
??????? private *p2;
??? } u_t __attribute__((__transparent_union__));
??? ?
??? static void print_value(u_t u);
??? static typeof(print_value) *_print_value = (typeof(print_value)*)print_value;
??? static void print_value(private *p)
??? {
?? ??? ?printf("%d\n",p->private_v1);
?? ??? ?
??? }
??? ?
??? static void destory(u_t u);
??? static typeof(destory) *_destory = (typeof(destory)*)destory;
??? static void destory(private *p)
??? {
?? ??? ?free(p);
??? }
??? ?
??? public* create_public(void)
??? {
?? ??? ?private *user;
?? ??? ?user = malloc(sizeof(*(user)));
?? ??? ?user->p.print = _print_value;
?? ??? ?user->p.destory = _destory;
?? ??? ?user->private_v1 = 5;
?? ??? ?return &user->p;
??? }

H文件，print_module.h

??? typedef struct public public;
??? struct public {
?? ??? ?void (*print) (public *this);
?? ??? ?void (*destory) (public *this);
??? };
??? /**
???? * create a public instance.
???? * */
??? public* create_public(void);

main.c文件

??? #include <stdio.h>
??? #include <stdlib.h>
??? #include "print_module.h"
??? ?
??? ?
??? int main(void)
??? {
?? ??? ?public *user;
?? ??? ?user = create_public();
?? ??? ?user->print(user);
?? ??? ?user->destory(user);
??? ?
??? }

進(jìn)行簡(jiǎn)單的編譯并且執(zhí)行

??? gcc -c print_module.c
??? gcc main.c print_module.o -o main
??? ./main
??? 5

從main函數(shù)開(kāi)始講起，這種框架的思想是想要調(diào)用模塊，有如下幾個(gè)步驟：

1.包含模塊頭文件；

2.調(diào)用create相關(guān)函數(shù)創(chuàng)建相應(yīng)的模塊的結(jié)構(gòu)體；

3.利用這個(gè)結(jié)構(gòu)體作為橋梁，訪問(wèn)公有的方法。

可能看到這里，這種思想已經(jīng)理解了，每個(gè)C文件都會(huì)創(chuàng)建自己的私有結(jié)構(gòu)體，C文件每個(gè)函數(shù)的輸入?yún)?shù)都有一個(gè)私有結(jié)構(gòu)體指針，這樣函數(shù)就可以調(diào)用私有結(jié)構(gòu)體的方法和變量，同時(shí)以一種巧妙形式把這個(gè)函數(shù)原型變形成輸入?yún)?shù)既能用公有結(jié)構(gòu)體也能用私有結(jié)構(gòu)體，最終把函數(shù)指針賦值給公有結(jié)構(gòu)體的成員，讓公有結(jié)構(gòu)體可以調(diào)用。

最后稍微講講public* create_public(void)這個(gè)函數(shù)作用，它通過(guò)先創(chuàng)建一個(gè)私有結(jié)構(gòu)體，最終返回私有結(jié)構(gòu)體的一部分----即公有結(jié)構(gòu)體(因?yàn)楣薪Y(jié)構(gòu)體在私有結(jié)構(gòu)體里，私有結(jié)構(gòu)體比較大)。在這期間，給公有結(jié)構(gòu)體的方法賦值，如上面看到METHOD這個(gè)宏那么復(fù)雜，其實(shí)是為了這個(gè)create函數(shù)，宏的第一句給出函數(shù)原型(也理解為定義了一個(gè)函數(shù)指針)，第二句話給出了一個(gè)跟第一句話名字一樣的但是加了一個(gè)下劃線的函數(shù)指針，這個(gè)指針最終賦給公有結(jié)構(gòu)體中相應(yīng)的函數(shù)指針，為了讓公有結(jié)構(gòu)體能訪問(wèn)這個(gè)函數(shù)，還有就是給私有結(jié)構(gòu)體賦自己變量和方法。

按照這種的框架思想，其他模塊想要調(diào)用這個(gè)模塊，就必須按照上述步驟，所得到的公有結(jié)構(gòu)體自然訪問(wèn)不到私有變量和方法。
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作者：喝醉的魚(yú)
來(lái)源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/u012895183/article/details/81544227
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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的利用c语言结构体和union实现类似c++的public,private的实现的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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