如何使用c语言函数指针和结构体实现动态绑定

我们思考C++的时候,往往关注它的面向对象特性,封装继承多态,实际上在更广泛的内涵下,面向对象的核心在于消息传递,将一个部件的数据和逻辑都绑定好,通过传递消息实现功能,继承和多态实际上是一种延迟的动态绑定机制,而抽象的真正目的在于,让系统适应底层细节的更改,所以只要我们的设计能适应这样的功能性,那么就算实现了这样的特性.
首先我们需要一个父对象,一个结构体.

typedef struct Shape Shape;
struct Shape{
  float a,b;
  float (*shapeArea)(Shape);
};
Shape new_Shape(float a,float b,float(*shapeArea)(Shape));
Shape new_Box(float a, float b);
Shape new_Tri(float a, float b);

形状Shape这个结构体中存储了两个变量和一个函数,其中我们把Shape类型的结构体作为函数的第一个参数,传入该函数,我们又定义了两个构造函数,其中一个是Box,一个是Tri,分别对应了他们各自的面积计算函数.
然后我们需要定义该对象的构造函数.

Shape new_Shape(float a, float b,float(*shapeArea)(Shape)){
  Shape sp;
  sp.a = a;
  sp.b = b;
  sp.shapeArea = shapeArea;
  return sp;
}
Shape new_Box(float a, float b){
  return new_Shape(a,b,boxArea);
}
Shape new_Tri(float a, float b){
  return new_Shape(a,b,triArea);
}

其中面积计算函数可以提前定义.

static float triArea(Shape sp){
  return sp.a * sp.b / 2;
}
static float boxArea(Shape sp){
  return sp.a * sp.b;
}

这样的定义好处在于,我们拥有了一个粘合了面积计算和两个数据元素的抽象对象,它可以使用Shape来传递到任意的控制流当中,以后我们再次定义底层面积计算的时候,这就是一个已经抽象好的接口,不需要再到后面的逻辑中考虑.

int main(){
  Shape box1 = new_Box(2.0, 2.0);
  Shape tri1 = new_Tri(2.0, 2.0);
  printf("tri:%lf\n",tri1.shapeArea(tri1));
  printf("box:%lf\n",box1.shapeArea(box1));
}

可以看到,当我们在main函数中使用的时候,我们传入了同样的shapeArea函数,但是它们的计算方式是不一样的,当结构体在传入其他控制流的时候,不必考虑三角形和正方形的差异,便可直接使用.
这便是c语言实现抽象接口的一种模式,它在使用的时候再去查询具体的实现函数,一个动态绑定就这样实现了.

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