指針是C的靈魂,正是指針使得C存在了這麼多年,而且將長期存在下去。事實上,我自己不用C語言寫程序已經有一年了,工作中接觸到的只有java,python和javascript.最近用C完成了一下類似於OO中的封裝(即"類")的概念,順便把指針複習了下,感覺有必要記一下。
本文中的例子有這樣兩個概念:任務(Task),執行器(Executor)。任務有名稱(taskName),並且可以執行(execute)。 而執行器與具體任務所執行的內容無關,只是回調(callback)任務的執行方法,這樣我們的執行器就可以做的比較通用。而任務接口只需要實現一個execute方法即可,這樣我們的任務就可以是多種多樣的,可以通過統一的接口set給執行器執行。這是面向對象中基本的思想,也是比較常用的抽象方式。下面我們具體看下例子。
可以想象,main函數大概是這個樣子:
int main(int argc, char** argv) { Task *t1 = TaskConstruction("Task1", run);//此處的run是一個函數指針 Task *t2 = TaskConstruction("Task2", run2);//此處的run2也是一個函數指針,用於構造一個Task. |
運行結果爲:
task : [Task1] is ready to run [a = 1.200000, b = 2.300000] [(a + b) * (a - b) = -3.850000] cancel is invoked here task : [Task2] is ready to run another type of execute,just print out some information cancel is invoked here |
好了,下面詳細看看實現:
定義接口
首先,定義Task和Executor兩個實體的接口:
Task接口,注意其中的_this字段,這個指針在後邊有很重要的作用,用於hold整個Task的實例。然後是一個taskName的字符串,和一個函數指針,這個指針在初始化(構造)Task時傳入。這個execute()函數比較有意思,它不在內部使用,而是讓執行器回調執行的。
#ifndef _ITASK_H typedef struct Task{ void execute(); |
執行器接口比Task接口複雜一些,其中包含_this指針,包含一個對Task的引用,然後是對外的接口begin(), cancel()。對接口的使用者來說,他們只需要調用接口實例上的setTask(),將任務傳遞給執行器,然後在適當時期調用begin(),等待任務正常結束或者調用cancel()將其取消掉。
#include "ITask.h" #ifndef _IEXECUTOR_H typedef struct Executor{ char *setTask(Task *task); #endif /* _IEXECUTOR_H */ |
#include <stdlib.h> Task *task = NULL; void execute(); /* /* /* |
執行器的實現一樣,稍微複雜一點,構造的時候,將函數指針在內部設置好,當外部調用時動態的執行需要執行的函數,這句話可能有些繞口,這麼看:在構造Executor的時候,executor->begin = begin; 這條語句是將下面void begin()的實現註冊到結構體中,但是要執行什麼還是不確切的,當setTask以後,回調函數的地址已經明確:(executor->_this->task = task;),此時調用begin()即可正確的調用到註冊的Task上。
#include <stdlib.h> Executor *executor = NULL; Executor *ExecutorConstruction(){ executor->_this = executor; return (Executor*)executor; void ExecutorDestruction(){ char *setTask(Task *task){ void begin(){ void cancel(){//這個函數沒有實現,只是做了一個佔位符,以後如果有多線程,可以用來停止主動線程。 |
其實,兩個實現的代碼都不算複雜,如果對C的指針理解的稍好,基本就沒什麼問題了。
在C中使用OO
爲了試驗,我們不妨設計兩個不同的Task,一個Task是計算兩個數的某四則混合運算,另一個僅僅是用來打印一點信息。然後我們可以看到,他們使用完全相同的接口來執行:
#include <stdio.h> void run(){//計算(a+b)*(a-b) void run2(){//打印一句話,事實上,這些函數可以做任何事,比如I/O,網絡,圖片處理,音樂播放等等。 |
然後,在Main中獎他們註冊給Task,代碼如下所示:
#include <stdio.h> #include "ITask.h" extern void run(); int main(int argc, char** argv) { |
程序的輸出結果上文中已經可以看到了,這裏就不貼了。
當然,本文的主要目的不是想說什麼“C也可以實現面向對象”之類的幼稚觀點,只要誰沒有嚴重的自虐傾向,相信不會有誰真的會用C來做OO的開發。只是想表達一下,指針在C中的重要性和指針的一點高級用法。其實現在的OO語言,基本還是以面向過程的表達式來表達面向對象而已。並沒有什麼神奇之處,OO主要是思想上的抽象,可以說是語言無關的(language independent)。