C與C++ API的比較
   在c語言中，API體現為c函式，如作業系統提供的一系列API，在c++中，API體現為自由函式，這裡的自由函式是指除普通成員函式、靜態成員函式、友元函式外的能在某名稱空間作用域或全域性空間內直接訪問的函式，而這更多地體現為函式模板，如stl提供的一系列演算法swap、count和sort等。相對於c API，c++ API具有型別安全和封閉開放的優點，型別安全是因為c++本身就是一種比c更強的靜態型別語言，而封閉開放是指函式的設計實現一部分是固定的，而另一部分可以是靈活擴充套件的，這表現為函式模板的過載和全域性特化。本文主要講述如何運用函式模板來設計應用程式API，並以windows平臺為例說明。

Windows雙版本API
   在windows中，很多API通常都有ANSI和UNICODE兩種字符集形式，其命名對應為xxxA和xxxW。如果應用層需要針對這些API來封裝，為完備起見，就需要考慮ANSI和UNICODE兩種版本。一般有兩種方法：第一種是先實現一個A(或W)版本，而W(或A)版本的實現則是在其內部將UNICODE(或ANSI)型數化轉化為ANSI(或UNICODE)型別，再呼叫A(或W)版本，這種方法因需要作字符集的轉換來實現，因而效率較低；第二種是兩個版本平行實現，即A版本呼叫系統A版本API實現，W版本呼叫系統W版本API實現，這種方法的缺點是結果產生除了A或W API呼叫不同外很多的重複程式碼。在A和W版本都實現後，進一步，可根據編譯器的巨集定義_UNICODE或UNICODE來定義一個自己的API巨集。那麼除以上兩種方法外，還有沒有更好的方法呢？而這種方法必然要能夠兼顧效率和避免程式碼的重複冗餘。在使用這個方法前，有下列幾個問題：
   1）如何根據泛型引數來選擇定義正確的結構體，因為有些系統API的引數中不僅字串型別有A和W兩種型別，而且凡是其內部包含字串型別的結構體因而也帶有A和W兩種型別。
   2）如何根據泛型引數來選擇呼叫正確版本的系統API。
   針對第1個問題，泛型引數通常只有A或W兩種，因此可以使用選擇特徵類模板來實現，如boost中的if_c，softstl中的select_first_type類模板，也可以自己實現這樣的類模板。對第2個問題，與第1個問題不同的是，它是選擇函式而不是型別，本質上就是選擇變數，因此需要實現一種基於型別或非型別引數選擇變數的模板，並且使用方式如下
    select_variable<flag>(xxxA,xxxW)(arg1,arg2,...,argN)
   flag是一個布林非型別模板實參，當值為true時表示選擇返回xxxA，反之選擇返回xxxW，然後接下來跟著一系列引數，表示呼叫對應的A或W版本API，因此select_variable應該實現為函式模板比較方便，若實現為類模板（關於實現可以參考boost中的function），則需要顯式指定函式返回值和引數型別，這樣一來，當函式引數過多，就是一個噩夢了，因為模板實參演繹不能用於類模板及其建構函式，只能應用於其成員函式模板。
   綜上分析解決，下面給出select_variable的實現與應用。
select_variable實現
   使用類模板特化與函式模板過載技術
 1#define TEMPLATE_BOOL_TRAIT_DEF1(trait,T,c)\ 2template<typename T>\
 3struct trait\
 4{\
 5    staticconstbool value=c;\
 6};\
 7
 8#define TEMPLATE_BOOL_TRAIT_SPEC1(trait,sp,c)\ 9template<>\
10struct trait<sp>\
11{\
12    staticconstbool value=c;\
13};\
14
15template<bool flag,typename T1,typename T2>16struct select_type;
17
18template<typename T1,typename T2>19struct select_type<true,T1,T2>20{
21    typedef T1 type;
22};
23
24template<typename T1,typename T2>25struct select_type<false,T1,T2>26{
27    typedef T2 type;
28};
29
30template<bool flag,typename T1,typename T2>31inline typename select_type<flag,T1,T2>::type select_variable(T1 t1,T2 t2)
32{
33    return select_variable_impl(typename select_type<flag,int,long>::type(),t1,t2);
34}35
36template<typename T1,typename T2>37inline T1 select_variable_impl(int,T1 t1,T2 t2)
38{
39    return t1;
40}41
42template<typename T1,typename T2>43inline T2 select_variable_impl(long,T1 t1,T2 t2)
44{
45    return t2;
46}47
48TEMPLATE_BOOL_TRAIT_DEF1(is_ansi_char,T,false)
49TEMPLATE_BOOL_TRAIT_SPEC1(is_ansi_char,char,true)
50TEMPLATE_BOOL_TRAIT_SPEC1(is_ansi_char,charconst,true)
51TEMPLATE_BOOL_TRAIT_SPEC1(is_ansi_char,charvolatile,true)
52TEMPLATE_BOOL_TRAIT_SPEC1(is_ansi_char,charconstvolatile,true)
53
54#undef TEMPLATE_BOOL_TRAIT_DEF155#undef TEMPLATE_BOOL_TRAIT_SPEC1    
select_variable應用
   有了select_variable，封裝設計API就方便多了，在函式模板中，型別的引數化體現在其引數、返回值和內部實現三方面，下面就從這三方面來說明其應用：
   引數型別化
   IsDirectoryOrFile根據路徑來判斷是否為目錄或檔案，對於呼叫方來說，可以靈活指定A或W版本的字串路徑。
1template<typename charT>2inline int IsDirectoryOrFile(const charT* path)
3{
4    DWORD dwFlag =select_variable<is_ansi_char<charT>::value>(GetFileAttributesA,GetFileAttributesW)(path);
5    if (INVALID_FILE_ATTRIBUTES == dwFlag)   
6        return0;   
7    return (dwFlag & FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY) ?1 : 2;
8}   
   返回值型別化
   GetExePath獲取當前應用程式的路徑，對於呼叫方來說，可以靈活指定想要返回A或W版本字串表示的路徑。
1template<typename T>2inline std::basic_string<T> GetExePath()
3{
4    T szExePath[MAX_PATH];
5select_variable<is_ansi_char<T>::value>(GetModuleFileNameA,GetModuleFileNameW)(NULL,szExePath);
6    return szExePath;
7}    
   內部實現型別化
   GetDirSize計算某一目錄或檔案的大小，因內部用到了FirstFirstFile和FirstNextFile，而這兩個API不僅路徑，而且WIN32_FIND_DATA結構體都有A和W版本，因此需要選擇定義正確的結構體變數和呼叫正確的API函式。
 1template<typename charT> 2inline ULONGLONG GetDirSize(const charT* path, constvolatile BOOL& bExitCalc)
 3{
 4    int ret = IsDirectoryOrFile(path);
 5    if (0==ret) return0L;
 6
 7    std::basic_string<charT>  strPath = path;
 8    if (1==ret)
 9    {
10        if (strPath.length() -1!= strPath.rfind((charT)'\\'))
11            strPath += (charT)'\\';
12        strPath +=select_variable<is_ansi_char<charT>::value>("*.*",L"*.*");
13    }14    ULONGLONG ullSumSize =0;
15    typename select_type<is_ansi_char<charT>::value,WIN32_FIND_DATAA,WIN32_FIND_DATAW>::type findData;
16    HANDLE hFindFile = select_variable<is_ansi_char<charT>::value>(FindFirstFileA,FindFirstFileW)(strPath.c_str(), &findData);
17
18    for(BOOL bResult = (hFindFile != INVALID_HANDLE_VALUE); bResult; bResult =select_variable<is_ansi_char<charT>::value>(FindNextFileA,FindNextFileW)(hFindFile, &findData))
19    {
20        if(findData.cFileName[0] == (charT)'.') 
21            continue;
22        if(findData.dwFileAttributes & FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY)
23        {
24            strPath = strPath.substr(0,strPath.rfind((charT)'\\')+1)+findData.cFileName;
25            ullSumSize += GetDirSize(strPath.c_str(), bExitCalc);
26        }27        else28            ullSumSize += (((ULONGLONG)findData.nFileSizeHigh) <<32) + findData.nFileSizeLow;
29    }30    ::FindClose(hFindFile);  31    return ullSumSize;
32} posted on 2011-12-24 19:08 春秋十二月 閱讀(2485) 評論(2)  編輯 收藏 引用 所屬分類: C/C++