前言

創建類來表示API中的每個關鍵對象，同時提供這些類的方法

此處的API風格指的是如何表現API的功能，以下4種：

• 純C API

可以用C編譯器編譯的API。這種API只包含一組自由函數以及輔助的數據結構和常量。這種風格的接口不包含對象或繼承，因此被稱為純C模式

• 面向對象的C++ API

這種風格涉及對象（其中包含相關的數據與方法）的使用以及繼承、封裝和多態等概念的應用

• 基于模板的API

通過模板功能，C++也支持泛型編程和元編程。它支持以泛型類型的方式編寫函數和數據結構，在以后使用時，泛型類型可以通過具體類型來實例化，從而實現特化

• 數據驅動型API

這類接口的特點是，將參數通過靈活的數據結構打包，連同命名的命令一起發送給處理程序，而不是調用特定的方法和自由函數

純C API

C語言不支持對象封裝和繼承層次結構等概念，因此，純C語法的API必須使用一組更為受限的語言特性來表示，比如typedef、結構體和全局命名空間中的函數調用等。因為C語言中沒有namespace關鍵字，要避免與其他C庫中的名字發生沖突，對這種風格的API而言，所有公開的函數和數據結構應該使用一個公共的前綴

當然，也可以使用內部鏈接隱藏實現中的符號名，比如將符號名聲明為靜態的，這樣它們的作用域就限制在.c文件之中了。通過這種方式，可以確保任何這樣的函數都不會被導出到外部，從而不會導致符號沖突

// c++ 示例
class Stack
{
public:
    void Push(int val);
    int Pop();
    bool IsEmpty() const;
private:
    int *mStack;
    int mCurSize;
};
// 純C API
struct Stack
{
    int *mStack;
    int mCurSize;
};
void StackPush(struct Stack *stack, int val);
int StackPop(struct Stack *stack);
bool StackIsEmpty(const struct Stack *stack);
// 進一步改進
typedef struct Stack *StackPtr;
void StackPush(StackPtr stack, int val);
int StackPop(StackPtr stack);
bool StackIsEmpty(const StackPtr stack);
// 可以通過特定的API調用來完成數據庫結構的創建與銷毀
StackPtr StackCreate();
void StackDestory(StackPtr stack);

在C API的頭文件中使用extern "C"限制，以便C++程序能夠正確的編譯和鏈接C API

#ifdef _cplusplus
extern "C" {
#endif
// C API聲明
#ifdef _cplusplus
}
#endif

面向對象的C++ API

過程式編程、泛型編程、函數式編程

使用面向對象的C++概念創建二進制兼容的API是極為困難的

基于模板的API

模板可以用來編寫在編譯時生成代碼或執行代碼的程序（該技術稱為元編程）

模板可以在編譯時執行一些工作，進而改進運行時性能

#include <vector>
template <typename T>
class Stack
{
public:
    void Push(T val);
    T Pop();
    bool IsEmpty() const;
private:
    std::vector<T> mStack;
};
// 可以定義一個typedef，這樣就可以更方便地使用該模板實例了
typedef Stack<int> IntStack;
IntStack *stack = new IntStack();

模板實現方式的另一個選擇是，利用C預處理器來定義一段文本，可以將其放入多個頭文件中

#include <vector>
#define DECLARE_STACK(Prefix, T) \
class Prefix##Stack \
{ \
public: \
    void Push(T val); \
    T Pop(); \
    bool IsEmpty() const; \
    
private: \
    std::vector<T> mStack; \
}
DECLARE_STACK(Int, int);

模板提供了一種類型安全的在編譯時生成代碼的方式。你可以調試到類模板的時機代碼行中。除非你要編寫純C API，無法使用模板，否則就應該避免使用預處理器來模擬模板

模板的一個重要屬性是，不同于使用繼承時的動態（運行時）多態，它支持靜態（編譯時）多態

不會像虛方法那樣存在運行時代價

模板進一步的益處，對于特定類型的實例類，可以特化它的某些方法

template <>
void Stack<int>::Push(int val)
{
    // 實現特定于int類型的壓棧功能
}

基于模板的API的缺點

• 最嚴重的問題是：類模板的定義通常必須出現在公開的頭文件中
• 因為要特化模板，編譯器必須能夠訪問模板代碼的完整定義，顯而易見，這會暴露內部細節
• 每當其他文件包含了類模板定義所在的頭文件時，內聯的代碼都需要重新編譯，生成的代碼會被添加到每個使用該API的模塊的目標文件。這會增加編譯時間，并致使代碼膨脹
• 實際上有些情況下你可以使用顯式實例化技術將模板的實現隱藏在.cpp文件中
• 模板的另一個缺點是，模板代碼中出現錯誤時，大多數編譯器生成的報錯信息都是冗長且令人困惑的，可用STLFilt

相對于運行時開銷而言，代碼體積是需要優先考慮的因素，那么應該選擇面向對象方案，而非模板。或者相反，如果運行時性能更為重要，那就應該選擇模板

數據驅動型API

數據驅動型程序指的是：通過每次運行時提供不同的輸入數據，它可以執行不同的操作

優點

• 對于API將來可能發生的變化，它的容錯性更強
• 可以更容易地支持數據驅動型測試技術p143

API支持可變參數列表

• 聯合體
• 繼承
• void *