如何在C中隐藏某些结构字段？

Question

我正在尝试实现一个struct person，我需要隐藏一些字段或使其保持不变。 创建私有字段的技巧。

标头：

#pragma once

#define NAME_MAX_LEN 20

typedef struct _person {
    float wage;
    int groupid;
} Person;

const char const *getName (Person *p);
int getId (Person *p);

/// OTHER FUNCTIONS

资源

#include "person.h"


struct _person
{
    int id;

    float wage;
    int groupid;

    char name[NAME_MAX_LEN];
};

/// FUNCTIONS

海湾合作委员会说 person.c:7:8: error: redefinition a 'struct _person' struct _person

我可以将其写在标题中，但是在此之后，就不能使用结构的字段。

typedef struct _person Person;

Answer 1

一个结构不能有多个冲突的定义。因此，您无法创建隐藏某些字段的结构。

但是，您可以做什么，但声明该结构存在于标头中而不定义它。然后，调用方被限制为仅使用指向该结构的指针，并在实现中使用函数对其进行修改。

例如，您可以按以下方式定义标题：

typedef struct _person Person;

Person *init(const char *name, int id, float wage, int groupid);

const char *getName (const Person *p);
int getId (const Person *p);
float getWage (const Person *p);
int getGroupid (const Person *p);

您的实现将包含：

#include "person.h"

struct _person
{
    int id;

    float wage;
    int groupid;

    char name[NAME_MAX_LEN];
};

Person *init(const char *name, int id, float wage, int groupid)
{
    Person *p = malloc(sizeof *p);
    strcpy(p->name, name);
    p->id = id;
    p->wage= wage;
    p->groupid= groupid;
    return p;
}

...

Answer 2

C没有隐藏结构类型的单个成员的机制。但是，通过仅根据指向这种类型的指针进行操作而不提供定义，可以使整个类型不透明。然后，用户将不得不使用您提供的功能以任何方式操纵实例。这是有时要做的事情。

在某种程度上，您可以实现类似于您在隐藏上下文中描述的内容。例如，考虑一下：

头文件

typedef struct _person {
    float wage;
    int groupid;
} Person;

实施

struct _person_real {
    Person person;  // must be first, and is a structure, not a pointer.
    int id;
    char name[NAME_MAX_LEN];
};

现在您可以执行以下操作：

Person *create_person(char name[]) {
    struct _person_real *pr = malloc(sizeof(*pr));

    if (pr) {
        pr->person.wage = DEFAULT_WAGE;
        pr->person.groupid = DEFAULT_GROUPID;
        pr->id = generate_id();
        strncpy(pr->name, name, sizeof(pr->name));
        pr->name[sizeof(pr->name) - 1] = '\0';

        return &pr->person;  // <-- NOTE WELL
    } else {
        return NULL;
    }
}

指向结构的第一个成员的指针也总是也指向整个结构，因此，如果客户端将从该函数获得的指针传递回给您，则可以

struct _person_real *pr = (struct _person_real *) Person_pointer;

并从更大的范围对成员进行工作。

但是，请注意，这样的方案存在风险。没有什么可以阻止用户在Person 没有较大上下文的情况下创建，并将指向它的指针传递给期望存在上下文对象的函数。还有其他问题。

总体而言，C API通常采用不透明的结构方法，或者只是仔细地记录允许客户使用其访问的数据做什么，甚至只是记录一切如何工作，以便用户可以做出自己的选择。这些方法，尤其是后者，与整体C方法和习惯用法完全吻合-C不能握住您的手，或保护您免受伤害。它信任您知道您在做什么，并且仅执行您打算做的事情。