C中的“私有”结构成员与const
为了拥有一个干净的代码，使用一些OO概念可能是有用的，即使在C中。我经常编写由一对.h和.c文件组成的模块。 问题是模块的用户必须小心，因为C中不存在私有成员。使用pimpl习语或抽象数据类型是可以的，但是它添加了一些代码和/或文件，并且需要更重的代码。 我讨厌在不需要时使用访问器。
这是一个想法，它提供了一种方法，使编译器抱怨对“私有”成员的无效访问，只需要几个额外的代码。 我们的想法是定义两次相同的结构，但为模块的用户添加了一些额外的“const”。
当然，演员也可以写“私人”成员。 但重点是避免模块用户的错误，而不是安全地保护内存。
/*** 2DPoint.h module interface ***/ #ifndef H_2D_POINT #define H_2D_POINT /* 2D_POINT_IMPL need to be defined in implementation files before #include */ #ifdef 2D_POINT_IMPL #define _cst_ #else #define _cst_ const #endif typedef struct 2DPoint { /* public members: read and write for user */ int x; /* private members: read only for user */ _cst_ int y; } 2DPoint; 2DPoint *new_2dPoint(void); void delete_2dPoint(2DPoint **pt); void set_y(2DPoint *pt, int newVal); /*** 2dPoint.c module implementation ***/ #define 2D_POINT_IMPL #include "2dPoint.h" #include #include 2DPoint *new_2dPoint(void) { 2DPoint *pt = malloc(sizeof(2DPoint)); pt->x = 42; pt->y = 666; return pt; } void delete_2dPoint(2DPoint **pt) { free(*pt); *pt = NULL; } void set_y(2DPoint *pt, int newVal) { pt->y = newVal; } #endif /* H_2D_POINT */ /*** main.c user's file ***/ #include "2dPoint.h" #include #include int main(void) { 2DPoint *pt = new_2dPoint(); pt->x = 10; /* ok */ pt->y = 20; /* Invalid access, y is "private" */ set_y(pt, 30); /* accessor needed */ printf("pt.x = %d, pt.y = %d\n", pt->x, pt->y); /* no accessor needed for reading "private" members */ delete_2dPoint(&pt); return EXIT_SUCCESS; } 现在，问题是：这个技巧可以用C标准吗？ 它适用于GCC，编译器不会抱怨任何东西，即使有一些严格的标志，但我怎么能确定这是真的好吗？
这违反了C 2011 6.2.7 1。
6.2.7 1要求不同翻译单元中相同结构的两个定义具有兼容类型。 不允许将const在一个而不是另一个中。
在一个模块中，您可以引用其中一个对象，并且成员看起来是编译器的const。 当编译器将调用写入其他模块中的函数时，它可以保存来自寄存器或其他缓存中的const成员的值，或者来自源代码中的部分或完全计算表达式的值，而不是函数调用。 然后，当函数修改成员并返回时，原始模块将不具有更改的值。 更糟糕的是，它可能会使用更改后的值和旧值的某种组合。
这是非常不正确的编程。
这几乎肯定是未定义的行为。
写入/修改声明为const的对象是禁止的，这样做会导致UB。 此外，您采用的方法将struct 2DPoint重新声明为两种技术上不同的类型，这也是不允许的。
请注意，这（通常是未定义的行为）并不意味着它“肯定不会工作”或“它必须崩溃”。 事实上，我发现它的工作原理是合乎逻辑的，因为如果一个人聪明地读取源，他可能很容易找出它的目的是什么以及为什么它被认为是正确的。 然而，编译器并不是智能的 – 充其量，它是一个有限的自动机，它不知道代码应该做什么; 它只服从（或多或少）语法的句法和语义规则。
在Bjarne Stroustrup的话中：C不是为支持 OOP而设计的，虽然它支持 OOP，这意味着可以用C编写OOP程序，但只是很难这样做。 因此，如果您必须在C中编写OOP代码，使用此方法似乎没有任何问题，但最好使用更适合此目的的语言。
通过尝试在C中编写OOP代码，您已经进入了必须覆盖“常识”的区域，因此只要您负责正确使用它，这种方法就可以了。 您还需要确保对其进行全面而严格的记录，并且每个与代码有关的人都会意识到这一点。
编辑哦，你可能不得不使用一个演员绕过const 。 我不记得是否可以像C ++ const_cast一样使用C风格的const_cast 。
您可以使用不同的方法 – 声明两个struct ，一个用于没有私有成员的用户（在标头中），另一个用于私有成员，供您在实现单元中内部使用。 所有私人成员都应该放在公共成员之后。
您总是传递指向struct的指针并在需要时将其struct为内部使用，如下所示：
/* user code */ struct foo { int public; }; int bar(void) { struct foo *foo = new_foo(); foo->public = 10; } /* implementation */ struct foo_internal { int public; int private; }; struct foo *new_foo(void) { struct foo_internal *foo == malloc(sizeof(*foo)); foo->public = 1; foo->private = 2; return (struct foo*)foo; // to suppress warning }
C11允许未命名的结构字段 （GCC支持它一段时间），因此在使用GCC（或符合C11的编译器）的情况下，您可以将内部结构声明为：
struct foo_internal { struct foo; int private; };
因此，不需要额外的努力来保持结构定义同步。