Происхождение интерфейса в объектно-ориентированном программировании

Что ведет к интерфейсу

Прежде чем двигаться дальше, лучше быстро обновить роли компилятора и компоновщика в C++, как показано на рис. 1. Компилятор преобразует исходный код C++ в код сборки, а затем компоновщик объединяет весь код сборки и внешние библиотеки. в один исполняемый или библиотечный файл.

Общепринято абстрагировать общую логику или функциональность в библиотеки. Это делает систему модульной и позволяет легко использовать ее повторно.

Допустим, есть библиотека calclib, реализующая функции калькулятора. Ниже приведено подмножество функций:

// calc.h /////////////////////////////
class Calculator {
  float pi;
public:
  Calculator();
  ~Calculator(void);
  float add(float a, float b); //add two numbers
} ;

Эта библиотека затем используется в приложении CalcApp путем включения файла calc.h в исходный код CalcApp и предоставления calclib в компоновщик, который сгенерирует исполняемый файл CalcApp, содержащий calclib, как показано на рисунке 2.

Это называется Статическое связывание. Если есть какое-либо обновление для calclib, приложение CalcApp необходимо повторно скомпилировать и распространить. Любое изменение требует много усилий и времени. Это может быть проблемой для библиотек, которые используются во многих приложениях.

Эта проблема была решена с помощью Библиотеки динамической компоновки (DLL). Такие библиотеки загружаются во время выполнения, а фактическая проводка вызовов методов (на двоичном уровне) происходит при запуске приложения. При создании приложения компоновщик вставлял заглушки в исполняемый файл приложения, чтобы сделать это возможным. DLL позволяет просто распространить новую версию библиотеки, и приложение начнет работать с обновленной версией.

Допустим, в calclib 2.0 добавлена ​​новая функция хранения последнего результата в памяти и возможность его извлечения.

// calc.h /////////////////////////////
class Calculator {
  float pi;
  float lastResult; //added in v2.0
public:
  Calculator();
  ~Calculator(void);
  float add(float a, float b); //add two numbers
  float getLastResult(); //added in v2.0
} ;

Метод add сохраняет результат в lastResult

public float add(float a, float b) {
    lastResult = a + b;
    return lastResult;
}

В версии 2.0 в классе Calculator произошли три изменения:

1. Новая закрытая переменная-член lastResult
2. Новый общедоступный метод getLastResult
3. Небольшие изменения в реализации метода add. Изменение не влияет на ожидаемое поведение клиента.

Теоретически это должно работать, потому что ни одно из этих изменений ничего не нарушило для клиента. Но это не так! Вот почему это не работает:

* Когда создается объект класса Calculator, память выделяется на основе его закрытых членов, как показано на рисунке 4.

* Когда CalcApp был скомпилирован с calclib 1.0, компилятор сгенерировал код для выделения 4 байтов для одного закрытого члена при компиляции следующего кода:< /p>

Calculator *c = new Calculator();

* Теперь, когда CalcApp работает с calclib 2.0, объекту Calculator было бы выделено 4 байта для одного закрытого члена в соответствии с реализацией calclib 1.0. Но метод add в версии 2.0 пытается получить доступ lastResult для которого не выделена память< /сильный>. Так что это вызывает ошибку.