SDK(动态链接库dll)的封装技巧

一、说明

通过上篇文章，我们知道对于封装API，目的为了代码复用等，其中还有一个重要的原因，就是隐藏实现。

 说到隐藏实现，在封装C++的SDK库（动态dll库）时，可以使用Pimpl的方式来实现。 

二、Pimpl

Pimpl是“pointer to implementation”的缩写，目的就是避免在头文件中暴露私有细节。

Pimpl是C++ 在构建导出库接口时特有的技术手段。 即是将类中所有私有变量以及私有方法，封装在一单独的实现私有类中。我们在类中通过一指向私有类的私有指针，访问这些私有数据。而私有类的具体定义和实现，放入cpp文件中。

Qt中的D指针就是Pimpl方式的实现。

我们还以上节的代码来举例。

比如，我想提供几个接口函数，来实现一个计算，通过数据两个参数，我输出一个计算值。如下所示：

#ifndef EXAMPLEDLL_H
#define EXAMPLEDLL_H#include "exampledll_global.h"class EXAMPLEDLLSHARED_EXPORT ExampleDLL
{public:ExampleDLL();int calculation(int a, int b);int add(int a, int b);int subtract(int a, int b);int multiply(int a, int b);int divide(int a, int b);
};#endif // EXAMPLEDLL_H

这个calculation函数的实现如下：

#include "exampledll.h"ExampleDLL::ExampleDLL()
{
}int ExampleDLL::calculation(int a, int b)
{int x = 0;x = add(a,b) + subtract(a,b) + multiply(a,b) + divide(a,b);return ( x);
}int ExampleDLL::add(int a, int b)
{return ( a + b );
}int ExampleDLL::subtract(int a, int b)
{return ( a - b );
}int ExampleDLL::multiply(int a, int b)
{return ( a * b );
}int ExampleDLL::divide(int a, int b)
{return ( a / b );
}

计算的结果是add(a,b) + subtract(a,b) + multiply(a,b) + divide(a,b);四个函数的相加得来的。

如果，我不想让别人看到，我这个函数里面使用了add(a,b) 、 subtract(a,b) 、 multiply(a,b) 、 divide(a,b)这几个函数。只给使用者暴露int calculation(int a, int b)函数。那么此时，我们就可以使用pimpl模式来封装我们的类了。

三、Pimpl的封装形式

在头文件中

#ifndef EXAMPLEDLL_H
#define EXAMPLEDLL_H#include "exampledll_global.h"class EXAMPLEDLLSHARED_EXPORT ExampleDLL
{public:ExampleDLL();int calculation(int a, int b);private:class ContextPointer;ContextPointer *d_ptr;
};#endif // EXAMPLEDLL_H

cpp文件：

#include "exampledll.h"class ExampleDLL::ContextPointer
{
public:int add(int a, int b);int subtract(int a, int b);int multiply(int a, int b);int divide(int a, int b);};ExampleDLL::ExampleDLL()
{d_ptr = new ContextPointer();
}int ExampleDLL::calculation(int a, int b)
{int x = 0;x = d_ptr->add(a,b) + d_ptr->subtract(a,b) + d_ptr->multiply(a,b) + d_ptr- >divide(a,b);return ( x);
}int ExampleDLL::ContextPointer::add(int a, int b)
{return ( a + b );
}int ExampleDLL::ContextPointer::subtract(int a, int b)
{return ( a - b );
}int ExampleDLL::ContextPointer::multiply(int a, int b)
{return ( a * b );
}int ExampleDLL::ContextPointer::divide(int a, int b)
{return ( a / b );
}

如上所示，这样我们就把想要隐藏的代码给隐藏了。

四、优缺点

优点：

1、数据隐藏，非常适合隐藏private实现，如果想要在头文件中暴露public接口，但又不想暴露private实现的细节，使得头文件很干净，可以直接作为API参考。

2、pimpl又被称为编译防火墙。是一种缩短编译时间，降低程序编译依赖的方法。因为，如果头文件里的内容变了，意味着引用该头文件的代码都要被重新编译。如果把这些变动的内容放到只被引用编译一次的源文件中，就不会耗费太多的编译时间。

3、是程序接口有着稳定的ABI（应用程序二进制接口），即不会打破二进制兼容。

缺点：

1、由于数据的隐藏方式，代码的可读性会下降。

2、可能会降低程序的性能，比如调用的函数为虚函数的时候。

注：二进制兼容：在升级库文件的时候，不必重新编译使用此库的可执行文件或其他库文件，并且程序的功能不被破坏，能正常运行。即如果exe调用dll库时，dll库更新了，exe不用重新编译也能正常运行。

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本文原创作者：冯一川（ifeng12358@163.com），未经作者授权同意，请勿转载。