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C語言中隱藏結構體的細節

作者：青兒哥哥

我們都知道，在C語言中，結構體中的字段都是可以訪問的。或者說，在C++ 中，類和結構體的主要區別就是類中成員變量默認為private，而結構體中默認為public。結構體的這一個特性，導致結構體中封裝的數據，實際上並沒有封裝，外界都可以訪問結構體重的字段。

C++中我們尚可用類來替代結構體，但是，C語言中是沒有類的，只能用結構體，但很多時候，我們需要隱藏結構體的字段，不讓外界直接訪問，而是通過我們寫的函數進行間接訪問，這樣就提高了程序的封裝性。

實現方法，簡單來說，就是，結構體定義時，要定義在.c文件中，然後我們自己定義一些訪問結構體的函數，在.h文件中，只存放函數原型聲明和對結構體的聲明。

看個例子

.c文件中

//stu.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

struct stu{
  char id[10];
  int score;
};

struct stu *new_stu()
{
  struct stu *s;
  s = (struct stu *)malloc(sizeof(struct stu));
  

  return s;
}

void set_id(struct stu *s,char *id)
{
  strcpy(s->id,id);
}
char *get_id(struct stu *s)
{
  return s->id;
}

可以看到，在.c文件中，我定義了一個結構體，並且定義了一些用於操作這個結構體的函數。

在.h文件中

stu.h
#ifndef STU_H
#define STU_H

struct stu;
extern void set_id(struct stu *s,char *id);
extern char *get_id(struct stu *s);

extern struct stu *new_stu();

#endif

在.h中我聲明了一下結構體struct stu，並且寫了函數的原型聲明，供其他文件調用。

在main.c中我引用了stu.h

下面是main.c

#include <stdio.h>
#include "stu.h"

int main()
{
  //struct stu s;
  //s.score = 100;
  //struct stu s = {{0}};
  
  struct stu *s;
  s = new_stu();
  
  set_id(s, "950621");
  char *id = NULL;

  id = get_id(s);

  printf("設置的id為:%s\n",id);
  return 0;


  
}

可以看到，在main函數中，我先是定義了一個struct stu類型的指針，然後通過new_stu()給這個指針分配了空間，在通過另外兩個函數對其進行了操作。

這裡需要注意一下我注釋掉的部分，說明一下：

這種情況下，不能定義struct stu類型的變量！！！

因為：

.h文件中，只是對結構體進行了聲明，並沒有結構體具體細節的描述，也就是在main.c中只是聲明了一下struct stu，這樣編譯器就知道有個結構體類型叫struct stu，但是它並不知道stu的內部細節。

我們都知道，定義一個變量，編譯器是要給它分配內存空間的，但是，此時編譯器並不知道stu的內部細節，也就不知道stu這個結構體的變量要占多少空間，自然無法分配內存。這樣在編譯時期就會報錯。

但是定義一個指針變量就不一樣啦，不管是什麼類型的指針，占據的內存空間都是4個字節，編譯器只需要確定有個叫struct stu 的類型存在就好了，而.h中那個聲明，就是在告訴編譯器，有這麼一個類型。

同時，這種情況下也不能訪問結構體的字段，比如，s->score=100;這條語句在編譯時就會報錯，原因和上面一樣，編譯器並不知道struct stu結構體的內部細節。

通過上面的方法，在除了stu.c文件之外的其他文件中，只能通過stu.c中定義的函數來間接操作結構體變量，而不能直接對結構體變量進行操作，包括不能創建一個結構體變量！

這樣就很好地體現了程序的封裝性，也提高了程序的安全性。但是就需要我們寫很多操作函數啦，包括創建結構體指針變量分配空間的函數。

我們也可以在.h文件中用typedef聲明一個結構體的指針類型，如  typedef struct sut * pStu;

這樣在main.c中就可以用pStu聲明結構體指針變量了。