C语言接口与实现方法实例详解

什么是C语言接口？

C语言接口是指从一个函数/模块/库/程序到另一个函数/模块/库/程序的连接方法。C语言接口可以简化代码的复杂程度，提高代码的可重用性和可维护性。

C语言接口的实现方法

C语言接口一般分为两个部分：接口定义及接口实现。接口定义一般包含函数签名（函数名及其参数类型），而接口实现包含实现该接口函数的代码。

接口定义

接口定义是指声明一个函数/模块/库/程序的输入及输出的类型及名称。一个接口定义一般包含两个部分：函数名及其参数类型。即函数的原型声明。

// 函数的原型声明，这就是一个接口定义
int add(int a, int b);

接口实现

接口实现是指将一个接口定义对应的函数/模块/库/程序的代码实现起来。 具体实现方法包括：函数实现、头文件包含、编译链接等。

函数实现

接口实现的一种方式是函数实现。在实现一个接口时，需要按照接口定义的函数签名来实现该函数。

// 函数的实现，这就是一个接口实现方法
int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

头文件包含

将接口定义与接口实现分开是为了便于代码管理，同时也为了能够将不同模块的代码进行复用，组成更加复杂的系统。在实现时，我们需要在实现代码中包含对应的接口定义。

#include "add.h" // add.h 是接口定义的头文件，包含 add 函数的原型声明

int main()
{
    int sum = add(1, 2); // 在实现代码中直接调用 add 函数
    return 0;
}

编译链接

在程序编译时，需要将对应实现文件编译成目标文件。在链接各个目标文件时需要确定各个接口的实现，即在程序中链接对应的目标文件。

示例说明

示例一

以下代码实现了接口定义及实现，实现了 add 函数的加法操作。

接口定义

add.h

#ifndef ADD_H
#define ADD_H

int add(int a, int b);

#endif // !ADD_H

接口实现

add.c

#include "add.h"

int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

程序文件

main.c

#include "add.h"
#include <stdio.h>

int main()
{
    int sum = add(1, 2);
    printf("sum = %d\n", sum); // 输出 sum = 3
    return 0;
}

编译并运行程序，会输出 sum = 3。

示例二

以下代码实现了一个简单的链表，包含接口定义、实现及相关的头文件。

接口定义

list.h

#ifndef LIST_H
#define LIST_H

typedef struct Node {
    int val;
    struct Node *next;
}Node;

void add(Node **head, int val);

void print_list(Node *head);

#endif // !LIST_H

接口实现

list.c

#include "list.h"
#include <stdlib.h>

void add(Node **head, int val)
{
    Node *new_node = (Node *)malloc(sizeof(Node));
    new_node->val = val;
    new_node->next = *head;
    *head = new_node;
}

void print_list(Node *head)
{
    while (head) {
        printf("%d ", head->val);
        head = head->next;
    }
    printf("\n");
}

程序文件

main.c

#include "list.h"
#include <stdio.h>

int main()
{
    Node *head = NULL;
    add(&head, 1);
    add(&head, 2);
    add(&head, 3);
    print_list(head); // 输出链表内容：3 2 1

    return 0;
}

编译并运行程序，会输出链表内容 3 2 1。