也許，你聽過設計模式裡的箴言，要針對介面程式設計，而不應該針對細節（具體）程式設計；或者你還聽過，要減少程式碼間的依賴關係；甚至你還知道，修改一個模組時，要保證重新編譯的檔案依賴要最小化，而重新編譯的時間最短化。當你問，How to？大神就會祭出嗯，你應該將介面與實現分離的經文。

我們在使用面嚮物件語言程式設計時，或者更寬泛些 ，設計一個好的介面時，經常會把 介面與實現分離這句話掛在嘴邊。只是，真正弄明白這句話的含義怕是比聽到這句話晚好幾年。因為沒有足夠的專案經驗和知識積累，你很難對這句話有真實的體會。

什麼是介面

這個問題有些千人千面，如果你聽過萬物皆是物件，那麼我可以告訴你，萬物皆介面，嗯，有點拾人牙慧的意思，在計算機的世界裡，你（coder）寫的任何一個字元都是介面，它連線著計算機和現實世界；當然，太抽象了，等於沒說。我們往大點說，介面就是一組程式碼和另一組程式碼的橋樑。再往大點說，介面是一個程式對另一個程式的連線點；繼續大點說，介面是一個程式設計師和另一個程式設計師溝通的工具。再往大點說，介面就是，嗯，停下來好了。

定義一個好的介面是非常重要的，如果你的介面物件是計算機，你需要寫出計算機能識別和良好構建（至少是編譯器級別的）的程式碼；如果你的介面是另一組程式碼，那你需要做到良好的定義，介面可以是一個函式，一組api，一個類等；如果你的介面物件是程式設計師，那除了易讀的程式碼本身外，你可能還需要一些說明文件。

本文把介面侷限在程式碼層面，類或者函式層面。

什麼是實現

限定了介面的範圍，我們說說實現，實現從本質上說就是把承若的類或者函式給coding done了。作為程式設計師，我們大部分工作都是在實現。

介面和實現分離：

1.為何分離

然我們看一段程式碼：
假如我們需要實現一個學生類 ，它有學號、出生日期、寢室號等資訊。生日日期我們使用Date類，寢室號我們使用DormNum類。

class Student
{
public:
    Student(const Date& birthDate,const DormNum& bedroomNum,const std::string& name);
    std::string birthDate() const;
    std::string bedroomNum() const;
    std::string name() const;
private:
    Date birthDate_;
    DormNum bedroomIn_;
    std::string name_;
};
 

為了讓這個類能通過編譯，我們需要將使用到的類的定義通過include包含進來，就像這樣：

#include <string> //包含類string
#include "date.h"//包含類Date
#include "dormNum.h"//包含類DormNum

這樣看來，一切都很完美，可是，一旦Date或者DormNum類發生了改變，整個Student類以及呼叫這個類的相關部分全部需要重新編譯，這真不是個好事情，畢竟時間寶貴啊。

因此，我們需要將編譯依賴降低，使用介面和實現分離的方式來縮減需要重新編譯的程式碼。

2.如何分離

這個問題其實很大，我這裡只能給些思路和建議：

首先，我們主要是擔心Date類和DormNum類所在的檔案發生改變，那麼我們就把這兩個類單獨拿出來好了。像現在這樣:

#include <string>
class Date;
class DormNum;
class Student
{
public:
    Student(const Date& birthDate,const DormNum& bedroomNum,const std::string& name);
    std::string birthDate() const;
    std::string bedroomNum() const;
    std::string name() const;
private:
    Date birthDate_;
    DormNum bedroomIn_;
    std::string name_;

也就是說，將使用的依賴類進行前置宣告，避免編譯時無法找到對應類的錯誤，而不用 Student類定義的檔案中包含Date和DormNum的標頭檔案。在C++中，前置宣告一個類，然後使用這個類型別宣告其他資料是可以的，只是，這樣做還不夠，因為當我們需要呼叫這個類的某個成員函式，到底還是需要類的成員函式的定義。因此，我們可以準備兩個標頭檔案，一個用於安放類的前置宣告，比如studentFwd.h ;另一個則是具體的類的定義，就像最開始的date.h,dormNum.h之類的標頭檔案。
比如放前置宣告的studentFwd.h

class Date;
class DormNum;

接著，我們開始把實現剝離出來：

1.使用implement

介面定義好了，我們開始實現一個StudentImpl類，所有的Student類的具體工作都將在這個類中完成，

class StudentImpl
{
public:
    StudentImpl(const Date& birthDate,const DormNum& bedroomNum,const std::string& name);
    std::string birthDate() const;
    std::string bedroomNum() const;
    std::string name() const;
private:
    Date birthDate_;
    DormNum bedroomIn_;
    std::string name_;
};

事實上StudetImpl擁有和原Student類完全一樣的結構，修改改變的是Student類：

class Date;
class DormNum;

class Student
{
public:
    Student(const Date& birthDate,const DormNum& bedroomNum,const std::string& name)
    :spStuImp(new StudentImpl(birthDate,bedroomNum,name));
    std::string birthDate() const{
        return spStuImp->birthDate();
    }
    std::string bedroomNum() const{
        return spStuImp->bedroomNum();
    }
    std::string name() const{
        return spStuImp->name();
    }
private:
    shared_ptr<StudentImpl> spStuImp;
};

作為介面類Student，將它的具體執行全部呼叫StudentImpl類去完成，自己則保持對外穩定的介面形式，這是介面與實現分離的雛形。回到編譯上，當外界依賴的類改變後，Student類不需要重新編譯，唯一需要做的是StudentImpl的重新編譯。

2.使用abstract class

不過，我們還可以使用真正意義上的介面類來完成這個目標，在java中有明確的interface宣告，儘管C++中並沒有該關鍵字，但是可以在形式上與之保持一致。

class Student
{
public:
    virtual std::string birthDate() const = 0;
    virtual std::string bedroomNum() const = 0;
    virtual std::string name() const = 0;
    virtual ~Student();
};

現在的Student被定義為純虛類，我們使用一個具體的類來繼承它，並在此類中實現具體的介面操作

class RealStudent:public Student
{
public:
    RealStudent(const Date& birthDate,const DormNum& bedroomNum,
                const std::string& name)
                :birthDate_(birthDate),bedroomIn_(bedroomNum),name_(name)
                {}
    virtual ~RealStudent();
    virtual std::string birthDate() const ;
    virtual std::string bedroomNum() const ;
    virtual std::string name() const ;
private:
    Date birthDate_;
    DormNum bedroomIn_;
    std::string name_;  
};

介面使用的時候，我們可以使用Student指標指向具體的子類物件，比如

Student *reStudent = new RealStudent; 

或者更為合理的智慧指標：

shared_ptr<Student> Student::create(const Date& birthDate,
                    const DormNum& bedroomNum,const std::string& name){
    return shared_prt<Student>(new RealStudent(birthDate,bedroomNum,name));
}

enn,現在已經有點工廠模式的味道了。

介面與實現分離是整個設計模式大廈的最初目標，隨著軟體技術的不斷髮展，該理論的侷限性也在縮小，該思路配合軟體設計的分層理論，構建了現代軟體開發的基石。