五.抽象接口与依赖反转（C面向对象开发）

内容参考于《抽象接口技术和组件开发规范及其思想》

五.抽象接口与依赖反转

基于多态可以实现“与硬件无关”的应用程序。在 C 编程中，多态的核心解决方法是充分利用“函数指针”，抽象接口就是只包含函数指针的类，它们非常抽象，不包含任何具体的实现，仅定义了函数的调用规则。应用不在依赖具体的实现，根据接口去编写应用。实际上之前的综合示例最后一个示例已经完全体现。

1. 示例：

时间示例
接口与应用程序（与底层无关）
itime.h

struct tm
{int tm_sec;   // 秒， 0 ~59int tm_min;   // 分， 0 ~ 59int tm_hour;  // 小时， 0 ~ 23int tm_mday;  // 日期， 1 ~ 31int tm_mon;   // 月份， 0 ~ 11int tm_year;  // 年int tm_wday;  // 星期int tm_yday;  // 天数int tm_isdst; // 夏令时（一般不使用，值为 0 或-1）
};struct itime
{int (*pfn_time_get)(struct itime *p_this, struct tm *p_tm);int (*pfn_time_set)(struct itime *p_this, struct tm *p_tm);
};static inline int itime_time_get(struct itime *p_this, struct tm *p_tm)
{return p_this->pfn_time_get(p_this, p_tm);
}static inline int itime_time_set(struct itime *p_this, struct tm *p_tm)
{return p_this->pfn_time_set(p_this, p_tm);
}

app.c

void app_elec_watch(struct itime *p_time)
{struct tm now_tm;if (用户修改了当前时间){struct tm set_tm = ...              // 用户设置的时间itim_time_set(p_time, &set_tm); // 设置时间}itime_time_get(p_watch->p_rtc, &now_tm); // 获取当前时间printf("Now time is : %04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d \r\n",now_tm.tm_year + 1900, now_tm.tm_mon + 1, now_tm.tm_mday,now_tm.tm_hour, now_tm.tm_min, now_tm.tm_sec);// ...其它处理， 如在 LCD 上显示时间等
}

某一型号为 PCF85063 的 RTC 芯片
底层实现
pcf85063.h

#include "itime.h"struct pcf85063
{struct itime itime;
};#endif /* __PCF85063_H */

pcf85063.c

#include "pcf85063.h"static int __pcf85063_time_get(struct itime *p_this, struct tm *p_tm)
{// 首先，从 PCF85063 中获取出年、月、日、时、分、秒等信息if (获取成功){p_tm->tm_year =     // 从 PCF85063 中获取出的 年 信息p_tm->tm_mon =  // 从 PCF85063 中获取出的 月 信息p_tm->tm_mday = // 从 PCF85063 中获取出的 日 信息p_tm->tm_hour = // 从 PCF85063 中获取出的 时 信息p_tm->tm_min =  // 从 PCF85063 中获取出的 分 信息p_tm->tm_sec =  // 从 PCF85063 中获取出的 秒 信息return 0; // 获取时间成功}return -1; // 获取时间失败
}static int __pcf85063_time_set(struct itime *p_this, struct tm *p_tm)
{// 首先，将 p_tm 中的年、月、日、时、分、秒等信息设置到 PCF85063 中if (设置成功){return 0;}return -1;
}struct itime *pcf85063_init(struct pcf85063 *p_dev);
{//... PCF85063 硬件初始化p_dev->itime.pfn_time_set = __pcf85063_time_set;p_dev->itime.pfn_time_get = __pcf85063_time_get;return &p_dev->itime;
}

main.c

#include "pcf85063.h"
static struct pcf85063 pcf85063_dev;
int main()
{struct itime *p_itime = pcf85063_init(&pcf85063_dev);app_elec_watch(p_itime); // 启动“电子表”应用程序while (1);
}

2. 分析

示例中，应用程序、接口与实现类之间的关系

传统设计应用程序和实现的关系

在面向过程的实现中，main->app->pcf85063。如果pcf85063有变化和改动的话，将会影响到依赖他的上层。而这里，app依赖的是接口，只要接口不变，app是完全不会被底层影响到的。main提供什么给app，app就使用什么。如果有更多的底层，那么关系如下

所有具体的实现类都要基于接口类中定义的抽象方法来实现（功能、函数原型等由抽象方法规定），因此，通常情况下，接口类会被很多具体的实现类所依赖，若修改了接口类，则改动会影响所有的实现类，影响范围很大。基于此，接口类应该是非常稳定的，不应该轻易变化。实际上，这对接口类的定义提出了很高的要求，接口类不能随便定义，应考虑到可能的变化，合理、正确的定义各个抽象方法。
这里APP不再依赖底层，高层模块不再依赖于低层模块，而是APP依赖的是上层main传入的参数。依赖关系颠倒了。这就是依赖反转。