這篇我們將從一個C程序入手簡單分析C庫在日常中的使用，然后在根據使用提出一些問題，進而為了解決這些問題，我們采用C++進行簡單封裝药蜻，看看這樣做能帶給我們什么好處瓷式。
首先看下例子：
#include <stdio.h>
#include <dirent.h>
int main()
{
DIR* dp = opendir(".");
struct dirent* d;
while(d = readdir(dp))
printf("*s\n", d->d_name);
closedir(dp);
return 0;
}
這個例子的意義在于：我們如何對那些不支持數據抽象的語言中十分通用的約定，使用數據抽象來自動管理语泽。
上面的例子中贸典，我們通過opendir()函數返回一個DIR*類型的變量，這個變量在后續(xù)的所有操作中都有出現踱卵，例如：readdir(dp),closedir(dp)瓤漏。這個變量dp充當了一種神奇的cookies，即：它使得庫函數知道具體操作的是那個目錄颊埃。
這個看似非常普通的程序，卻包含了一些隱含的約定蝶俱。首先看看我們可以針對這個例子提出哪些問題班利。
復雜的問題
- 如果傳給
opendir的字符串指定了一個不存在的目錄會怎樣？按照我們習慣榨呆，opendir應該是返回了一個空指針罗标。這樣可以方便用戶進行檢測。但是這樣就有了下面的問題积蜻。 - 如果
readdir()接受了一個空指針的DIR*會怎樣闯割？這里可能有兩種情況：1. readdir直接使用了這個空指針，那么將導致coredump竿拆。2. readdir進行了某些檢查宙拉，并進行了對應的處理。如果是第二種情況丙笋，又會導致下面的問題谢澈。 - 如果
readdir()接受的參數既不是空指針，又不是opendir()的返回值會發(fā)生什么御板？這種錯誤很難被發(fā)現锥忿。因為readdir()幾乎沒有辦法檢查傳入參數是否為合法值。針對readdir()的返回值怠肋，也有下面的問題敬鬓。 - 對
readdir()返回的結果，什么時候釋放掉申請的內存呢笙各？如果發(fā)生下面的情況：
d1 = readdir(dp);
d2 = readdir(dp);
printf("%s\n", d1->d_name);
這個時候d1還是有效的嗎钉答？為了解決這個問題，我們還需要弄清楚哪些操作會導致d1失效酪惭，以及我們應該怎么使用這些庫函數希痴。
上面的分析可以得出，我們在使用C庫函數的時候春感，已經遵守了一些隱含的約定砌创。下面我們來看看虏缸，使用C++重新進行封裝會不會減輕用戶的負擔。將這些約定通過數據抽象隱藏起來嫩实。
優(yōu)化接口
首先我們針對這個DIR神奇的cookies進行優(yōu)化刽辙，我們將它修改為一個類。這樣的話甲献，opendir和closedir就可以分別對應于構造函數和析構函數宰缤。readdir則作為成員函數。我們還可以根據C庫提供的telldir()和seekdir()兩個函數添加相應的方法到類Dir中晃洒。
#include <dirent.h>
class Dir_offset;
class Dir {
public:
Dir(const std::string& s):dp(opendir(s.c_str())) {}
~Dir() {
if (dp != nullptr)
closedir(dp);
}
Dir(const Dir&) = delete;
Dir& operator=(const Dir&) = delete;
bool read(struct dirent&);
void seek(Dir_offset);
Dir_offset tell() const;
private:
DIR* dp;
};
class Dir_offset{
friend class Dir;
private:
long l;
Dir_offset(long n) : l(n) {}
operator long() { return l; } // 類型轉換
};
下面我們實現一下Dir未實現的接口慨灭。
bool Dir::read(struct dirent& d) {
if (dp) {
struct dirent* r = readdir(dp) ;
if (r != nullptr) {
d = *r;
return true;
}
}
return false;
}
void Dir::seek(Dir_offset pos) {
if (dp) {
seekdir(dp, pos);
}
}
Dir_offset Dir::tell() const {
if (dp)
return telldir(dp);
return -1L;
}
總結
經過C++的封裝，現在暴露在外面的名稱從好多個庫函數變成了三個類：Dir,Dir_offset,dirent球及。并且經過封裝氧骤，我們將需要遵守的約定隱藏在了類定義中。例如：
如果想操作目錄吃引，我們需要一個Dir的對象筹陵，這個對象創(chuàng)建的時候一定會使用opendir函數的返回值賦值給自身的成員變量。該對象析構的時候一定會使用closedir對資源進行回收镊尺。調用read成員函數通過d = *r進行拷貝朦佩，用戶也不再需要關心哪些操作會導致之前的賦值失效了。
通過類的封裝庐氮，我們可以將通用的編程約定隱藏在類中语稠，這樣用戶就只需要使用對象進行操作就行了。
數據抽象：如果對某個類對象的所有單個操作都將對象置于一種合理的狀態(tài)旭愧，那么對象的狀態(tài)就會始終保持合理颅筋。通過運用這個觀念，我們可以將對象的狀態(tài)變化同樣封裝在類中输枯，這樣我們的對象將一直處在合理的狀態(tài)中（狀態(tài)機）议泵。
