C語言的多態實現 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於抽象類別的。使用抽象對象是這裡的一個核心。 其實我覺得架構化編程的一個核心問題是抽象，用抽象的對象構建程式的主體架構，這是物件導向編程的普遍思想。用抽象構建骨架，再加上多態就形成了一個完整的程式。由於C＋＋語言本身實現了繼承和多態，使用這樣的編程理念（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（多態）是VC的靈魂。 但是，使用C語言的我們都快把這個多態忘光光了。我常聽見前輩說，類？多態？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中的多態！下面且聽我慢慢道來。 1. VC中的Interface是什麼 Interface：中文解釋是介面，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，尋找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列表。實際上C＋＋是從C發展而來的，它不過是在語言層級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現。 2．C中如何?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組合函數指標就可以實現純虛類。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，介面具體實作類別是Act1，Act2）下面我將依次介紹這些“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：實現虛結構，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要在下面具體實現 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指標，則有： if( (p= Act1_CreatInterface()) != NULL) List_AddObject(&List, p); //Add All While(p=List_GetObject()){ DoMyAct_SetInterface(p);//使用Interface代替了原來大篇幅的Switch Case DoMyAct_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並臨時為對象池分配空間，這樣函數結束，對象池就釋放了） 但是在Pc環境下，由於程式規模比較大，更重要的是一些特殊的要求，使得對象的生命週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，新的標準引入了智能指標。但是就我個人而言，我覺得將記憶體釋放的問題完全的交給機器是不可信任的，它只能達到准最佳。 你知道設計Java的記憶體回收演算法有多困難嗎？現實世界是錯綜複雜的，在沒有先驗條件下，要想得到精確的結果及其困難。所以我說程式員要時刻將free記在心上，有關程式的健壯性和自我防禦將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嗎？ 這個時候如果我們不使用struct，僅僅使用函數指標又是什嗎？ 我們發現，這樣就退化為普通的函數指標的使用了。 所以說，有的時候我覺得物件導向僅僅是一種形式，而不是一種技術。是一種觀點，而不是一種演算法。但是，正如炭，石墨和鑽石的關係一樣，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，我們經常被編程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，但是只要可進化，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 (物件導向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中的實現比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Malloc if(index==-1) return NULL; St[index].Foo1= ActByOther1_Foo1; // Act1_Foo1要在下面具體實現 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（）{} // 可以修改其實現 ActByOther1_DoByOther() {} //當然就可以添加新的實現咯
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。
