如何在不使用 Malloc 的情况下使 typedef 尽可能私有？

Question

我正在寻找一种方法来制作只能从一组特定的函数调用（setBit（bit_typ *const t），getBit（bit_typ *常量 t))。我正在寻找一种不使用 malloc 的方法来做到这一点，有人有什么想法吗？

EDIT:// 这个问题与 this one 不同，因为它正在寻找接近 "private" 结构的方法，而另一个问题（TL;DR 有办法定义一个不透明类型，它仍然可以在堆栈上分配，并且不会违反严格的别名规则？）寻找与我的问题的一种可能解决方案相关的问题的解决方案。

Answer 1

一种方法是公开不透明类型的总大小并使用将不透明类型的对象声明为 unsigned char [N] 缓冲区。例如，假设您有一些类型 OpaqueType，您希望向用户隐藏其内部结构。

在头文件中（暴露给用户）你这样做

typedef unsigned char OpaqueType[16];

其中 16 是您要隐藏的类型的确切字节大小。在头文件中，您根据该类型编写整个接口，例如

void set_data(OpaqueType *dst, int data);

在实现文件中声明实际类型

typedef struct OpaqueTypeImpl
{
  int data1;
  double data2;
} OpaqueTypeImpl;

实现功能如下

void set_data(OpaqueType *dst, int data)
{
  OpaqueTypeImpl *actual_dst = (OpaqueTypeImpl *) dst;
  actual_dst->data1 = data;
}

您还可以添加静态断言，以确保 sizeof(OpaqueType) 与 sizeof(OpaqueTypeImpl) 相同。

当然，正如下面的评论中所指出的，必须采取额外的步骤来确保此类对象的正确对齐，例如 C11 中的 _Alignas 或 [= 中的一些基于联合的技术46=] C.

这样你就给了用户声明 OpaqueType 的非动态对象的机会，即你不会强迫用户调用你的函数，在内部 malloc 这样的对象。同时，您不会向用户公开您类型的内部结构的任何信息（除了其总大小和对齐要求）。

另请注意，以这种方式声明的 OpaqueType 是一个数组，这意味着它不可复制（除非您使用 memcpy）。如果您想主动防止不受限制的用户级复制，那可能是一件好事。但是如果你想启用复制，你可以将数组包装成一个结构。

这种方法不是非常优雅，但是当您希望让您的类型的对象自由由用户定义时，这可能是隐藏实现的唯一方法。

How to make a typedef as private as possible without using Malloc?