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设计心得——接口

news 来源：原创 2025/5/23 4:56:46

一、接口

在编程者的口中，经常可以听到接口这个说法或者说概念，那什么是接口呢？如果在一些编程语言中，有接口这种定义的话，就非常好理解，比如Java,go等。但在C和C++中根本没有接口这个定义的话，什么是接口呢？
在面向对象编程中，其实接口可以从广义和狭义两个方面来定义。广义的话，任何对象间的调用函数均可称为接口；而狭义的接口可能就是一些语言（Java等）专门定义的一组函数签名的抽象类型，即它是一个定义的数据类型。
对于不少的开发者，特别是初学者来说，他们对接口是什么，本身是一种忽然明白又忽然糊涂的认知。本文重点就是针对这些同学进行一下分析和说明。

二、接口常见的两种类型

在实际的编程实践中，接口一般是以两种类型体现出来，一种是函数的方式，一种是语言中提供的抽象类型的方式。下面分别进行分析说明：
1、函数
在开发中，接口一般体现为一个或多个函数。比如调用库的接口或者其它类的接口。而在C语言中，更是以函数为主。下面看Windows库的接口函数调用：

#include <windows.h>
#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    // 获取当前活动窗口的句柄
    HWND hwnd = GetForegroundWindow();
    if (hwnd == NULL) {
        std::cerr << "无法获取当前活动窗口的句柄。" << std::endl;
        return 1;
    }

    // 创建一个缓冲区来存储窗口标题
    char title[256];
    // 获取窗口标题
    GetWindowText(hwnd, title, sizeof(title) / sizeof(title[0]));

    // 输出窗口标题
    std::cout << "当前活动窗口的标题是: " << title << std::endl;

    return 0;
}

GetForegroundWindow（）和GetWindowText（）两个就是Windows的系统API接口。下面看一下和GetWindowText的定义：

int GetWindowText(
  HWND  hWnd,      // 窗口或控件的句柄
  LPTSTR lpString, // 指向接收文本的缓冲区的指针
  int    nMaxCount // 指定要保存在缓冲区内的字符的最大个数，包含 NULL 字符
);

2、接口类型
如果语言原生支持接口类型，则可能是下面的情况：

//c#
public interface IPeople
{
    void eat();
    int step();
}

不同的语言对接口类型定义可能有细微的不同，如接口的应用和实现，是不是需要显示的实现等等，需要同学们自己去区分。这种接口类型的应用在C++中并没有，所以就不展开了。

三、接口的本质

接口的本质就是不同对象（类、组件、系统等）交互行为的抽象和规范。这种规范表现出来，最常见的就是函数，也可能是接口类型（其本质也是函数）；在分布开发中，可能是一个服务、协议或者其它的情况。而后者，也就是说服务、协议等最终也会落到一个或多个函数上。所以接口可以简单的认为就是函数。

四、实例

下面看一个接口的例程：


// 定义一个接口（抽象类）
class IStorage {
public:
    virtual void save(const std::string& data) = 0; 
    virtual std::string load() const = 0; 
    virtual ~IStorage() {} 
};

// 文件存储具体类：
class FileStorage : public IStorage {
private:
    std::string m_path="";
public:
    FileStorage(const std::string& path) : m_path(path) {}

    void save(const std::string& data) override {
        std::ofstream file(m_path);
        if (file.is_open()) {
            file << data;
        }
    }

    std::string load() const override {
        std::ifstream f(m_path);
        std::string content((std::istreambuf_iterator<char>(f)),
                             std::istreambuf_iterator<char>());
        return content;
    }
};

// 应用
class DataControl {
private:
    IStorage* m_storage=nullptr;

public:
    DataControl(IStorage* s) : storage(s) {}

    void save(const std::string& s) {
        m_storage->save(s);
    }

    std::string load() {
        return m_storage->load();
    }
};

int main() {
    FileStorage fs("test.txt");
    DataControl dm(&fs);

    dc.save("interface test!");
    std::cout << dc.load() << std::endl;

    return 0;
}