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纯C语言简单模拟C++的虚函数表

2018年02月27日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

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多态，面向接口编程等设计方法并没有绑定到任何特定的语言上，使用纯C也可以实现简单的多态概念。下面给出一个非常简单粗糙的例子，只为说明概念。

父类Animal定义
文件：animal.h

#ifndef ANIMAL_H
#define ANIMAL_H


/* 方法表, 类似于C++的虚函数表 */
typedef struct vtable vtable;
struct vtable
{
    void (*eat)();
    void (*bite)();
};

typedef struct Animal Animal;
struct Animal
{
    const vtable* _vptr;  /* 每一个对象都有一个指向虚表的指针*/
};

/*
 如果不用虚表的话，每个对象都要包含所有的接口函数指针, 而实际上所有同类型对象的这些指针的值是相同的,造成内存浪费。
 接口函数是和类型一对一的，而不是和对象一对一。

struct Animal
{
    void (*eat)();
    void (*bite)();
};

*/

#endif

子类Dog，文件dog.h

#ifndef DOG_H
#define DOG_H

#include "animal.h"

typedef struct Dog Dog;
struct Dog
{
    Animal base_obj;
    int x;
};


Animal* create_dog();

#endif

dog.c

#include 
#include 
#include "dog.h"

static void dog_eat()
{
    printf("dog_eat()\n");
};

static void dog_bite()
{
    printf("dog_bite()\n");
};

/* 虚表是在编译时确定的 */
static const vtable dog_vtable = {
    dog_eat,
    dog_bite
};

Animal* create_dog()
{
    Dog * pDog = malloc(sizeof(Dog));
    if(pDog){
        pDog->base_obj._vptr = &dog_vtable; /*运行时，绑定虚表指针*/
        pDog->x = 0;
    }
    return (Animal*)pDog;
}

另一个子类Cat, 文件cat.h

#ifndef CAT_H
#define CAT_H

#include "animal.h"

typedef struct Cat Cat;
struct Cat
{
    Animal base_obj;
    float y;
};


Animal* create_cat();

#endif

cat.c

#include 
#include 
#include "animal.h"
#include "cat.h"

static void cat_eat()
{
    printf("cat_eat()\n");
};

static void cat_bite()
{
    printf("cat_bite()\n");
};

static const vtable cat_vtable = {
    cat_eat,
    cat_bite
};

Animal* create_cat()
{
    Cat * pCat = malloc(sizeof(Cat));
    if(pCat){
        pCat->base_obj._vptr = &cat_vtable;
        pCat->y = 0.0;
    }
    return (Animal*)pCat;
}

主文件 main.c

#include 
#include "animal.h"
#include "cat.h"
#include "dog.h"


void ShowBite(Animal* pAnimal)
{
    pAnimal->_vptr->bite();
}
void main()
{
    ShowBite(create_dog());
    ShowBite(create_cat());

}

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