《C语言接口与实现：创建可重用软件的技术》一2.2　实现

本节书摘来自异步社区《C语言接口与实现：创建可重用软件的技术》一书中的第2章，第2.2节，作者 傅道坤，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看

2.2　实现

实现会导出接口。它定义了必要的变量和函数，以提供接口规定的功能。实现具体解释了接口的语义，并给出其表示细节和算法，但在理想情况下，客户程序从来都不需要看到这些细节。不同的客户程序可以共享实现的目标码，通常是从（动态）库加载实现的目标码。

一个接口可以有多个实现。只要实现遵循接口的规定，完全可以在不影响客户程序的情况下改变实现。例如，不同的实现可能会提供更好的性能。设计完善的接口会避免对特定机器的依赖，但也可能强制实现依赖于机器，因此对用到接口的每种机器，可能都需要一个不同的实现（也可能是实现的一部分）来支持。

在C语言中，一个实现通过一个或多个.c文件来提供。实现必须提供其导出的接口规定的功能。实现会包含接口的.h文件，以确保其定义与接口的声明一致。但除此之外，C语言中没有其他语言机制来检查实现与接口是否符合。

如同本书中的接口，本书描述的实现也具有一种风格化的格式，如arith.c所示：

〈arith.c〉≡ 　#include "arith.h" 　〈arith.c functions 14〉 〈arith.c functions 14〉≡ 　int Arith_max(int x, int y) { 　　　return x > y ? x : y; 　} 　int Arith_min(int x, int y) { 　　　return x > y ? y : x; 　}

除了〈arith.c functions 14〉，更复杂的实现可能包含名为〈data〉、〈types〉、〈macros〉、〈prototypes〉等的代码块。在不会造成混淆时，代码块中的文件名（如arith.c）将略去。

在Arith_div的参数符号不同时，它必须处理除法的两种可能行为。如果除法向零舍入，而y不能整除x，那么Arith_div(x,y)的结果为x/y - 1，否则，返回x/y即可：

〈arith.c _functions _14_〉+≡ int Arith_div(int x, int y) { 　　if (〈division truncates toward 0 14〉 　　&& 〈x and y have different signs 14〉 && x%y != 0) 　　　　return x/y - 1; 　　else 　　　　return x/y; }

前一节的例子，即将-13除以5，可以测试除法所采用的舍入方式。首先判断x和y是否小于0，然后比较两个判断结果是否相等，即可检查符号问题：

〈division truncates toward 0 14〉≡ 　-13/5 == -2 〈x and y have different signs 14〉≡ 　(x < 0) != (y < 0)

Arith_mod可以按其定义实现：

int Arith_mod(int x, int y) { 　　return x - y*Arith_div(x, y); }

如果Arith_mod也像Arith_div那样进行判断，那么也可以使用%运算符实现。在相应的条件为真时，

Arith_mod(x,y) = x - y*Arith_div(x, y) 　　　　　　　 = x - y*(x/y - 1) 　　　　　　　 = x - y*(x/y) + y

加下划线的子表达式是标准C对x%y的定义，因此Arith_mod可定义为：

〈arith.c functions 14〉+≡ 　int Arith_mod(int x, int y) { 　　　if (〈division truncates toward 0 14〉 　　　&& 〈x and y have different signs 14〉 && x%y != 0) 　　　　　return x%y + y; 　　　else 　　　　　return x%y; }

Arith_floor刚好等于Arith_div，而Arith_ceiling等于Arith_div加1，除非y能整除x：

〈arith.c functions 14〉+≡ 　int Arith_floor(int x, int y) { 　　return Arith_div(x, y); 　} 　int Arith_ceiling(int x, int y) { 　　return Arith_div(x, y) + (x%y != 0); } 相关资源：C语言接口与实现 - 创建可重用软件的技术中英两本