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linux c 多态原理,C語言中的面向對象(2)-C語言的多态實作

相信很多人都看過設計模式方面的書,大家有什麼體會呢?Bridge,Proxy,Factory這些設計模式都是基于抽象類的。使用抽象對象是這裡的一個核心。  其實我覺得架構化程式設計的一個核心問題是抽象,用抽象的對象建構程式的主體架構,這是面向對象程式設計的普遍思想。用抽象建構骨架,再加上多态就形成了一個完整的程式。由于C++語言本身實作了繼承和多态,使用這樣的程式設計理念(理念啥意思?跟個風,嘿嘿)在C++中是十分普遍的現象,可以說Virtual(多态)是VC的靈魂。  但是,使用C語言的我們都快把這個多态忘光光了。我常聽見前輩說,類?多态?我們用的是C,把這些忘了吧。很不幸的是,我是一個固執的人。這麼好的東西,為啥不用呢。很高興的,在最近的一些純C代碼中,我看見了C中的多态!下面且聽我慢慢道來。  1. VC中的Interface是什麼

Interface:中文解釋是接口,其實它表示的是一個純虛類。不過我所要說的是,在VC中的Interface其實就是struct,查找Interface的定義,你可以發現有這樣的宏定義:

#Ifndef Interface#define Interface struct#endif

而且,實際上在VC中,如果一個類有Virtual的函數,則類裡面會有vtable,它實際上是一個虛函數清單。實際上C++是從C發展而來的,它不過是在語言級别上支援了很多新功能,在C語言中,我們也可以使用這樣的功能,前提是我們不得不自己實作。  2.C中如何實作純虛類(我稱它為純虛結構)

比較前面,相信大家已經豁然開朗了。使用struct組合函數指針就可以實作純虛類。

例子:typedef struct {void (*Foo1)();char (*Foo2)();char* (*Foo3)(char* st);}MyVirtualInterface;  這樣假設我們在主體架構中要使用橋模式。(我們的主類是DoMyAct,接口具體實作類是Act1,Act2)下面我将依次介紹這些"類"。(C中的"類"在前面有說明,這裡換了一個,是使用早期的數組的辦法)  主類DoMyAct: 主類中含有MyVirtualInterface* m_pInterface; 主類有下函數:

DoMyAct_SetInterface(MyVirtualInterface* pInterface){m_pInterface= pInterface;}DoMyAct_Do(){if(m_pInterface==NULL) return;m_pInterface->Foo1();c=m_pInterface->Foo2();}

子類Act1:實作虛結構,含有MyVirtualInterface st[MAX]; 有以下函數:

MyVirtualInterface* Act1_CreatInterface(){index=FindValid() //對象池或者使用Malloc !應該留在外面申請,執行個體化if(index==-1) return NULL;St[index].Foo1=Act1_Foo1; // Act1_Foo1要在下面具體實作St[index].Foo2=Act1_Foo2;St[index].Foo3=Act1_Foo3;Return &st [index];}

子類Act2同上。  在main中,假設有一個對象List。List中存貯的是MyVirtualInterface指針,則有:

if( (p= Act1_CreatInterface()) != NULL)List_AddObject(&List, p); //Add AllWhile(p=List_GetObject()){DoMyAct_SetInterface(p);//使用Interface代替了原來大篇幅的Switch CaseDoMyAct_Do();//不要理會具體的什麼樣的動作,just do it}FREE ALL

在微系統裡面,比如嵌入式,通常使用對象池的技術,這個時候可以不用考慮釋放的問題(對象池預先沒有空間,使用Attach,在某個函數中申請一個數組并臨時為對象池配置設定空間,這樣函數結束,對象池就釋放了)  但是在Pc環境下,由于程式規模比較大,更重要的是一些特殊的要求,使得對象的生命周期必須延續到申請的那個函數體以外,就不得不使用malloc,實際上即使在C++中,new對象的自動釋放始終是一個令人頭疼的問題,新的标準引入了智能指針。但是就我個人而言,我覺得将記憶體釋放的問題完全的交給機器是不可信任的,它隻能達到準最佳。  你知道設計Java的垃圾回收算法有多困難嗎?現實世界是錯綜複雜的,在沒有先驗條件下,要想得到精确的結果及其困難。是以我說程式員要時刻将free記在心上,有關程式的健壯性和自我防禦将在另外一篇文章中講述。  3.純虛結構的退化

下面我們來看看如果struct裡面僅僅有一個函數是什麼? 這個時候如果我們不使用struct,僅僅使用函數指針又是什麼? 我們發現,這樣就退化為普通的函數指針的使用了。  是以說,有的時候我覺得面向對象僅僅是一種形式,而不是一種技術。是一種觀點,而不是一種算法。但是,正如炭,石墨和鑽石的關系一樣,雖然分子式都是C,但是組成方法不一樣,表現就完全不一樣了!

有的時候,我們經常被程式設計中瑣碎的事情所煩惱,而偏離了重心,其實程式可進化的特性是很重要的。有可能,第一次是不成功的,但是隻要可進化,就可以發展。  4.進階——類結構樹,父類不是純虛類的類

前面僅僅講的是父類是純虛結構的情況 (面向對象建議的是所有類的基類都是從純虛類開始的), 那麼當類層次比較多的情況下,出現父類不是純虛結構怎麼辦呢。嘿嘿,其實在C中的實作比C++要簡單多了。因為C中各個函數是分散的。  在這裡使用宏定義是一個很好的辦法:比如兩個類Act1,ActByOther1"繼承"Act1:

MyVirtualInterface* ActByOther1_CreatInterface(){index=FindValid() //對象池或者使用Mallocif(index==-1) return NULL;St[index].Foo1= ActByOther1_Foo1; // Act1_Foo1要在下面具體實作St[index].Foo2= ActByOther1_Foo2;St[index].Foo3= ActByOther1_Foo3;Return &st [index];}#define ActByOther1_Foo1 Act1_Foo1 //這就是繼承 嘿嘿ActByOther1_Foo2(){} // 可以修改其實作ActByOther1_DoByOther() {} //當然就可以添加新的實作咯  5.執行個體——可以參見H264的源碼,其中NalTool就是這樣的一個純虛結構。