如何在不暴露其类型的情况下暴露 C 结构体大小？

Question

我有以下 C 语言（不是 C++！）：

module.c
    struct Private {...};
    void foo(void* private, int param) {...}

module.h
    #define PRIVATE_SIZE ???;
    void foo(void* private, int param);

main.c
    char m1[PRIVATE_SIZE];
    char m2[PRIVATE_SIZE];

    int main()
    {
        foo(m1, 10);
        foo(m2, 20);
    }

如何在编译时公开 sizeof(Private) 以便应用程序可以静态分配其存储而不公开 Private 类型？

请注意，这是一个非常有限的嵌入式系统，动态分配不可用。

Answer 1

您不应该向调用者公开结构的大小，因为这首先破坏了私有封装的整个目的。您的私人数据的分配与调用者无关。另外，避免使用，void*因为它们完全缺乏类型安全性。

这是用 C 语言编写私有封装的方式：

• 在 module.h 中，向前声明一个不完整类型typedef struct module module;。
• 在 module.c 中，放置该结构体的结构体定义。它仅对 module.c 可见，而对调用者不可见。这称为不透明类型。
• 调用者只能分配指向该结构的指针，而不能分配对象。

• 调用者代码可能如下所示：

  #include "module.h"
  ...
  module* m;
  result = module_init(&m)
  

• 该module_init函数充当“构造函数”，在 module.h 中声明并在 module.c 中定义：

  bool module_init (module** obj)
  {
    module* m = malloc(sizeof *m);
    ...
    m->something = ...; // init private variables if applicable
  
    *obj = m;
    return true;
  }
  

• 如果调用者确实需要知道对象的大小，则仅用于硬复制等目的。如果需要，请提供一个封装分配和复制的复制函数（“复制构造函数”），例如例子：

  result module_copy (module** dst, const module* src);
  

编辑：

请注意，分配方式是一个单独的问题。对于上述设计，您不必使用动态分配。例如，在嵌入式系统中，通常使用静态内存池。请参阅不透明数据类型的静态分配