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Linux上位机开发实战（编写API库）

article 2025/3/26 3:06:34

我们自己编写linux上位机软件的时候，尽量都是通过框架+库的形式来开发。这就是所谓的低耦合，高内聚。相似的功能、模块和算法，都可以做成一个静态库，或者是动态库。实际操作中，客户一般喜欢设计为动态库。因为相比较动态库而言，静态库需要重新编译，比较麻烦。而动态库，即使有bug，直接替换dll、so文件即可。

1、API库的构成

提供给客户的API库，从技术上说一般包含了head头文件、so动态库文件即可。另外，从版权保护的角度来说，通常还包含一个license文件，或者是一个usb key。

2、编程语言

通常来讲，接口都会是c语言开发的，实现部分可以是c，也可以是c++。这样，即使客户是用其他语言开发的，也只需要把库文件简单做一个语言封装，这样就可以比较容易地转到其他编程语言，比如说c#、java、python、js、ruby、perl、go等等。

3、基本原则

对外输出的动态库，最重要的原则，就是只提供必要的信息，隐藏实现的细节。对外提供的函数，一般都是包括在header头文件里面。中间如果涉及到复杂的结构体，最好也是用void*表示。实际开发库的时候，我们自己习惯用cpp开发，但是发布给客户，一定要用extern "C"包装一下。

4、文档部分

除了技术的部分，详细的使用文档也是必不可少的。每一个api是什么意思，对应的参数是什么，都需要详细地告诉用户。用户可能也不一定看，但是交付的时候，还是有必要提供的。和代码版本一样，文档部分，我们也要做好版本管理。

5、demo代码

前面说过，客户拿到API库之后，未必会认真查看文档。这种情况下，把范例做好，就可以极大地降低我们开发的工作量。另外，客户的行业、开发水平、人员构成也是千差万别，所以example需要尽量简单，api的命名也尽量简单一些。功能最好直接一点，比如生成的二维码、条形码、人脸识别的位置和概率、车牌识别位置和内容，这种是最合适的。

6、举例说明

假设我们需要写一个图像处理的库。这个时候就需要把实现和接口分开。这里说的分开，并不是说头文件和cpp文件分开，而是说api接口，和类实现分开。

假设实现是这样的，

// header file
#ifndef IMG_PROGRAME_FRAME_H
#define IMG_PROGRAME_FRAME_H

class ImgProgrameFrame
{
public:
	ImgProgrameFrame();
	~ImgProgrameFrame();

	bool Initialize(bool isRGB, int width, int height);
	int GetWidth();
	int GetHeight();
	bool GetResult(void* p_img, void* p_result);

private:
	void InnerProcess(); // other function defined here

};
#endif

// cpp file
ImgProgrameFrame::ImgProgrameFrame() {}
ImgProgrameFrame::~ImgProgrameFrame() {}
bool ImgProgrameFrame::Initialize(bool, int, int) { return false; }
int ImgProgrameFrame::GetWidth() { return 0; }
int ImgProgrameFrame::GetHeight() { return 0; }
bool ImgProgrameFrame::GetResult(void*, void*) { return true; }
void ImgProgrameFrame::InnerProcess() {}; // other function implementation

但是给客户的API接口肯定不是这样，上面的实现只能我们自己看到。不可能把class的细节都给客户，

// header file
#ifndef IMG_PROGRAME_FRAME_API_H
#define IMG_PROGRAME_FRAME_API_H

void Initialize(bool isRGB, int width, int height);
int GetWidth();
int GetHeight();
bool GetResult(void* img,void* param);
#endif

// cpp file
static class ImgProgrameFrame _gFrame;
void Initialize(bool isRGB, int width, int height)
{
	_gFrame.Initialize(isRGB, width, height);
}

int GetWidth() { return _gFrame.GetWidth(); }
int GetHight() { return _gFrame.GetHeight(); }
bool GetResult(void* img, void* result) { return _gFrame.GetResult(img, result); }

和具体的实现相比较，对外提供的接口都比较简洁。类中的变量、私有函数、部分public函数都会做一个提取之后，再转交给客户。或者说，我们提供给客户的部分，只是客户愿意付费的那部分。这是比较方便、也比较合理的一个做法。

当然如果需要并发处理，一般就会生成一个动态的ImgProgrameFrame对象，通过void*给客户，每次客户使用的时候再传进来即可。类似于这样，

// header file
#ifndef IMG_PROGRAME_FRAME_API_H
#define IMG_PROGRAME_FRAME_API_H

void* InitializeObject(bool isRGB, int width, int height);
int GetWidth(void* p);
int GetHeight(void* p);
bool GetResult(void*p, void* img, void* result);
#endif

// cpp file
void* InitializeObject(bool isRGB, int width, int height)
{
	ImgProgrameFrame* p = new ImgProgrameFrame();
	p->Initialize(isRGB, width, height);
	return (void*)p;
}

int GetWidth(void* p)
{
	return ((ImgProgrameFrame*)(p))->GetWidth();
}

int GetHeight(void* p)
{
	return ((ImgProgrameFrame*)(p))->GetHeight();
}

bool GetResult(void*p, void* img, void* result)
{
	return ((ImgProgrameFrame*)(p))->GetResult(img, result);
}

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