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深入 C++ 实践：如何在完全不改变已有模块架构的情况下，二次封装接口给外部模块使用

news 来源：原创 2024/10/1 7:31:20

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前言

前文中我们讲到，如何通过应用 Pimpl 模式进行接口类实现类的分离，来进行接口的设计。

没有读过前文的读者，可以通过这个链接去读下：《深入 C++ 实践：通过 Pimpl 模式来谈接口类与实现类分离的设计原则》

但是，实际业务场景中是多变的，不可能通过一种方式适用所有场景。

现在我们就来看看一种比较常见的情况：
模块层/平台层代码已经完成了功能开发，但是业务比较复杂，或耦合较深，不便于修改现有接口暴露出来给外部模块使用。想基于已有的功能新增API接口暴露出来供外部使用。

那么对于这种问题，我们的解决思路是什么呢？

解决思路

对于这种问题，我们通常能够想到的是通过协议扩展的形式来解决。

通俗而言，怎么做呢？

封装的类与平台内部的类通过协议扩展形式进行关联，即封装的类和内部的类既不是派生关系，也不是通过指针指向的接口类实现类的关系，而是遵守一套相同的协议进行关联。

即：模块初始化时，内部的类通过协议扩展关联封装的类；模块卸载时，内部的类通过协议扩展与封装的类解除关联；

当调用封装的类时，实际上通过协议扩展去找到内部的内，然后进行相关业务逻辑的流转。

我们本着这样的思路来看一段示例代码：

示例代码

#include <iostream>
#include <map>// 定义协议接口
class IProtocol {
public:virtual void PerformAction() = 0;virtual ~IProtocol() {}
};// 内部类实现协议接口
class InternalClass : public IProtocol {
public:void PerformAction() override {std::cout << "InternalClass action performed." << std::endl;}
};// 协议扩展管理器
class ProtocolExtensionManager {
public:void Register(const std::string& key, IProtocol* protocol) {protocols[key] = protocol;}void Unregister(const std::string& key) {protocols.erase(key);}IProtocol* GetProtocol(const std::string& key) {auto it = protocols.find(key);if (it != protocols.end()) {return it->second;}return nullptr;}private:std::map<std::string, IProtocol*> protocols;
};// 封装类，用户将使用此类，它对内部类进行封装
class WrappedClass {
public:WrappedClass(ProtocolExtensionManager& manager, const std::string& key): protocolManager(manager), protocolKey(key) {}void DoSomething() {IProtocol* internal = protocolManager.GetProtocol(protocolKey);if (internal != nullptr) {internal->PerformAction();} else {std::cout << "Action cannot be performed, no protocol associated." << std::endl;}}private:ProtocolExtensionManager& protocolManager;std::string protocolKey;
};// 示范如何使用上述类
int main() {// 创建协议扩展管理器ProtocolExtensionManager manager;// 创建内部类并注册到管理器中InternalClass internal;manager.Register("InternalProtocol", &internal);// 创建封装类，封装内部类的使用WrappedClass wrapped(manager, "InternalProtocol");// 使用封装类来执行操作wrapped.DoSomething();// 注销协议并清理manager.Unregister("InternalProtocol");return 0;
}

在这个示例中，InternalClass 实现了 IProtocol。 WrappedClass 是用户互动的封装类，它通过 ProtocolExtensionManager 来调用指定的 InternalClass 实例。

当然，上述的封装还不够彻底。通常对于 WrappedClass 而言，设计者会进行隐藏一系列设计逻辑。那么对于这块，可以采用上文中的 Pimpl 模式，进行接口类和实现类的再次封装，进行信息的隐藏。

再次封装

class WrappedClass {
public:WrappedClass(ProtocolExtensionManager& manager, const std::string& key){APP_I(*new WrappedClassImp(manager, key));}WrappedClass::WrappedClass(WrappedClassImp& impl){APP_I(impl);}WrappedClass::~WrappedClass(){APP_E(); }void DoSomething() {APP_D(WrappedClass);d->DoSomething();}protected:APP_DISABLE_COPY(WrappedClass);APP_DECLARE_IMPL(WrappedClass);
};class WrappedClassImp : public BaseImpl<WrappedClass> {
public:APP_DEFINE_GET_IMPL_FUNC(WrappedClass);WrappedClassImpl(ProtocolExtensionManager& manager, const std::string& key): protocolManager(manager), protocolKey(key) {}void DoSomething() {IProtocol* internal = protocolManager.GetProtocol(protocolKey);if (internal != nullptr) {internal->PerformAction();} else {std::cout << "Action cannot be performed, no protocol associated." << std::endl;}}private:ProtocolExtensionManager& protocolManager;std::string protocolKey;
};