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用C语言如何实现类似C++类的效果?

2023-05-12 05:24 作者:机器朗读  | 我要投稿

在 C 语言中,没有类的概念,但是可以使用结构体和函数指针等技术来实现类似 C++ 类的效果。以下是一个示例:


#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

typedef struct {
    void* data;
    void (*init)(void*);
    void (*destroy)(void*);
    void (*set_data)(void*, void*);
    void* (*get_data)(void*);
} Object;

void Object_init(void* self) {
    printf("Object init\n");
}

void Object_destroy(void* self) {
    printf("Object destroy\n");
    free(self);
}

void Object_set_data(void* self, void* data) {
    ((Object*)self)->data = data;
}

void* Object_get_data(void* self) {
    return ((Object*)self)->data;
}

Object* Object_new() {
    Object* obj = malloc(sizeof(Object));
    obj->data = NULL;
    obj->init = Object_init;
    obj->destroy = Object_destroy;
    obj->set_data = Object_set_data;
    obj->get_data = Object_get_data;
    obj->init(obj->data);
    return obj;
}

void Object_delete(Object* obj) {
    obj->destroy(obj->data);
}

typedef struct {
    Object* parent;
    int value;
} MyClass;

void MyClass_init(void* self) {
    printf("MyClass init\n");
    ((MyClass*)self)->value = 0;
}

void MyClass_destroy(void* self) {
    printf("MyClass destroy\n");
    free(self);
}

void MyClass_set_value(void* self, int value) {
    ((MyClass*)self)->value = value;
}

int MyClass_get_value(void* self) {
    return ((MyClass*)self)->value;
}

MyClass* MyClass_new() {
    MyClass* obj = malloc(sizeof(MyClass));
    obj->parent = Object_new();
    obj->parent->set_data(obj->parent->data, obj);
    obj->parent->init(obj->parent->data);
    obj->parent->set_data = MyClass_set_value;
    obj->parent->get_data = MyClass_get_value;
    obj->parent->destroy = MyClass_destroy;
    obj->parent->init(obj->parent->data);
    return obj;
}

void MyClass_delete(MyClass* obj) {
    Object_delete(obj->parent);
}

int main() {
    MyClass* obj = MyClass_new();
    obj->parent->set_data(obj->parent->data, obj);
    obj->parent->set_data(obj->parent->data, 42);
    printf("%d\n", obj->parent->get_data(obj->parent->data));
    MyClass_delete(obj);
    return 0;
}

在上面的示例中,Object 结构体包含了一个 data 指针,指向一个需要初始化和销毁的对象。init 函数指针用于初始化该对象,destroy 函数指针用于销毁该对象,set_data 函数指针用于设置数据,get_data 函数指针用于获取数据。Object_new 函数用于创建一个新的 Object 对象,其中会调用 init 函数进行初始化。Object_delete 函数用于销毁 Object 对象,其中会调用 destroy 函数进行销毁。


MyClass 结构体包含了一个 parent 指针,指向其父类 Object 对象。MyClass_init 函数用于初始化 MyClass 对象,MyClass_destroy 函数用于销毁 MyClass 对象,MyClass_set_value 函数用于设置 MyClass 对象的值,MyClass_get_value 函数用于获取 MyClass 对象的值。MyClass_new 函数用于创建一个新的 MyClass 对象,其中会调用 Object_new 函数创建 Object 对象,然后将 MyClass 对象作为 data 存入 Object 对象中,然后设置 set_dataget_data 函数指针为 MyClass_set_valueMyClass_get_value,最后调用 MyClass_init 函数进行初始化。MyClass_delete 函数用于销毁 MyClass 对象,其中会调用 Object_delete 函数进行销毁。

main 函数中,首先创建一个 MyClass 对象,然后设置其值为 42,最后输出其值。然后调用 MyClass_delete 函数销毁 MyClass 对象和其父类 Object 对象。

需要注意的是,由于 C 语言没有类的概念,因此需要手动管理对象的内存和函数指针的调用。另外,由于 C 语言没有多态的概念,因此需要将子类对象存入父类对象中,并手动调用对应的函数指针。虽然这样的实现方式比 C++ 类的实现要麻烦一些,但是也可以达到类似的效果。




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