C模块化编程
模块化编程 是指程序核心部分定义好功能的接口，而具体的实现留给各个模块去做。举个现实世界的例子：我们可以在电脑的PCI插槽上安装显卡、声卡或者网卡，原因就是这些硬件都按照PCI接口的规范来制造的。
模块化编程也一样，程序核心部分定义好接口，各个模块按照接口的定义去实现功能，然后把各个模块挂载到程序上即可，这个有点像Java的面向接口编程。如下图：
（图一）
模块化编程的好处就是最大化灵活性，程序的核心部分不用关心功能的具体实现，只需要调用模块提供的接口即可得到相应的结果。因为各个模块的具体实现各不相同，所以得到的结果也是多样化的。
使用C进行模块化编程
用过C语言编程的人都知道C语言是没有接口的，所以怎么使用C语言进行模块化编程呢？使用C语言的结构体和函数指针可以模拟出Java接口的特性，我们只需定义一个由多个函数指针构成的结构体，然后功能模块实现这个结构体里的函数即可。
例如我们定义一个名为Car的结构体，而这个结构体有两个函数指针，分别是run()和stop()：
car.h
#ifndef __CAR_H
#define __CAR_H
struct Car
{
void (*run)();
void (*stop)();
};
#endif从上面定义可以知道，实现了run()和stop()方法的模块都可以被称为Car（汽车）。现在我们来编写两个模块，分别是Truck和Van。
Truck模块如下（truck.c）：
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "car.h"
static void run()
{
printf("I am Truck, running...\n");
}
static void stop()
{
printf("I am Truck, stopped...\n");
}
struct Car truck = {
.run = &run,
.stop = &stop,
};Van模块如下（van.c）：
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "car.h"
static void run()
{
printf("I am Van, running...\n");
}
static void stop()
{
printf("I am Van, stopped...\n");
}
struct Car van = {
.run = &run,
.stop = &stop,
};这样我们编写了两个模块，一个是卡车模块（Truck），一个是客车模块（Van）。为了简单起见，我们只是简单的打印一段文字。现在可以说我们的车是变形金刚了，因为可以随时变成卡车或者客车（嘻嘻）。
我们把模块都写好了，但是怎么把模块应用到程序的核心部分呢？这时候我们需要一个注册机制。因为核心部分不知道我们到底编写了什么模块，所以就需要这个注册机制来告诉核心部分。注册机制很简单，只需要一个函数即可（main.c）：
#include "car.h"
extern struct Car van;
extern struct Car truck;
struct Car *car;
void register_module(struct Car *module)
{
car = module;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
register_module(&truck);
car->run();
car->stop();
return 0;
}编译运行后我们会得到以下的结果：
如果把 register_module(&truck); 改为 register_module(&van); 会得到以下结果：
从上面的结果可以看到，我们可以注册不同的模块来提供不同的服务，模块化编程就这样实现了。
Are you kidding me?
C的模块化编程的确是这么简单，但是我们可以实现更强大的功能：使用动态链接库来实现模块化。
使用动态链接库进行模块化编程
Linux提供一种叫动态链接库的技术（Windows也有类似的功能），可以通过系统API动态加载.so文件中的函数或者变量。动态链接库的好处是把程序划分成多个独立的部分编译，每个部分的编译互补影响。例如我们有动态链接库A、B、C，如果发现A有bug，我们只需要修改和重新编译A即可，而不用对B和C进行任何的改动。
下面我们使用动态链接库技术来重写上面的程序。
其实要使用动态链接库技术，只需要把模块编译成.so文件，然后核心部分使用操作系统提供的dlopen()和dlsym()接口来载入模块即可。
1. 把模块编译成.so文件
首先我们修改van.c文件，主要是增加一个让核心部分获取模块接口的方法get_module()：
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "car.h"
static void run()
{
printf("I am Van, running...\n");
}
static void stop()
{
printf("I am Van, stopped...\n");
}
struct Car module = {
.run = &run,
.stop = &stop,
};
sturct Car *get_module()
{
return &module;
}然后我们需要把库的源文件编译成无约束位代码。无约束位代码是存储在主内存中的机器码，执行的时候与绝对地址无关。
$ gcc -c -Wall -Werror -fpic van.c现在让我们将对象文件变成共享库。我们将其命名为van.so：
$ gcc -shared -o van.so van.o这样我们就把van.c编译成动态链接库了。我们使用相同的方法把truck.c编译成truck.so。
2. 在核心部分载入动态链接库
使用动态链接库接口来修改核心部分代码，如下：
#include "Car.h"
#include <dlfcn.h>
#include <stdlib.h>
struct Car *car;
struct Car *register_module(char *module_name)
{
struct Car *(*get_module)();
void *handle;
handle = dlopen(module_name, RTLD_LAZY);
if (!handle) {
return NULL;
}
get_module = dlsym(handle, "get_module");
if (dlerror() != NULL) {
dlclose(handle);
return NULL;
}
dlclose(handle);
return get_module();
}
int main(int argc, char *argv[])
{
struct Car *car;
if ((car = register_module("./van.so")) == NULL) {
return -1;
}
car->run();
car->stop();
return 0;
}使用以下命令编译代码：
$ gcc -rdynamic -o car main.c -ldl运行程序后得到结果：
修改 register_module("./van.so") 为 register_module("./truck.so") 得到结果：
可以看到我们成功使用动态链接库改写了程序。
总结
由于模块化编程的灵活性和可扩展性非常好，所以很多流行的软件也提供模块化特性，如：Nginx、PHP和Python等。而这些软件使用的方法与本文介绍的大致相同，有兴趣可以查看这些软件的实现。