Orientasi Objek dalam C? Melaksanakan antara muka dari awal.

Saya sentiasa ingin tahu tentang komputer dan selalu berfikir: "Baiklah, saya tahu cara menggunakannya, tetapi bagaimanakah ia benar-benar berfungsi dalam proses ini, saya sering melakukan percubaan pemikiran: Jika saya diminta untuk bermula dari Bermula dari awal, apa yang akan saya lakukan? Dalam artikel ini, kami akan meneroka cara antara muka berfungsi dalam pengaturcaraan berorientasikan objek (menggunakan Java), dan kemudian melaksanakan versi antara muka yang sederhana dalam C.

Mari kita lihat contoh

Contoh kami mudah: kira harga kenderaan. Jika ia kereta, harga akan berdasarkan kelajuan tertingginya; Kami mula-mula mentakrifkan gelagat kenderaan menggunakan antara muka:

<code class="language-java">public class Main {
    public interface Vehicle {
        Integer price();
    }
}</code>

Tiada yang istimewa di sini, hanya kaedah yang mengembalikan integer. Sekarang mari kita laksanakan kelas kereta:

<code class="language-java">public class Main {
    // ...

    public static class Car implements Vehicle {
        private final Integer speed;

        public Car(Integer speed) {
            this.speed = speed;
        }

        @Override
        public Integer price() {
            return speed * 60;
        }
    }
}</code>

Sangat klasik: pelaksanaan kaedah pembina dan harga, mendarabkan kelajuan dengan 60. Sekarang, mari kita laksanakan kelas motosikal:

<code class="language-java">public class Main {
    // ...

    public static class Motorcycle implements Vehicle {
        private final Integer cc;

        public Motorcycle(Integer cc) {
            this.cc = cc;
        }

        @Override
        public Integer price() {
            return cc * 10;
        }
    }
}</code>

Hampir sama, cuma bezanya sekarang kita darabkan sesaran dengan 10. Kemudian, kami melaksanakan kaedah untuk mencetak harga kenderaan:

<code class="language-java">public class Main {
    // ...

    public static void printVehiclePrice(Vehicle vehicle) {
        System.out.println("$" + vehicle.price() + ".00");
    }
}</code>

Tiada rahsia. Akhir sekali, kaedah utama kami:

<code class="language-java">public class Main {
    // ...

    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car(120);
        Motorcycle motorcycle = new Motorcycle(1000);

        printVehiclePrice(car);
        printVehiclePrice(motorcycle);
    }
}</code>

<code>$ java Main.java
00.00
000.00</code>

Ini adalah model yang ingin kami capai, tetapi kini dilaksanakan dari awal dalam C.

Bagaimana kita boleh menyelesaikan masalah ini?

Apabila saya memikirkan objek, perkara pertama yang terlintas di fikiran ialah set data yang mewakili keadaan dan kaedah untuk mengendalikan dan mengurus keadaan itu. Cara paling langsung untuk mewakili pengumpulan data dalam bahasa C ialah struktur. Untuk kaedah, pendekatan terdekat ialah fungsi yang menerima keadaan sebagai parameter. Keadaan ini akan sepadan dengan ini dalam kelas, contohnya:

<code class="language-c">typedef struct {
    int height_in_cm;
    int weight_in_kg;
} Person;

float person_bmi(Person *person) {
    float height_in_meters = (float)person->height_in_cm / 100;
    float bmi =
        (float)person->weight_in_kg / (height_in_meters * height_in_meters);

    return bmi;
}</code>

Di sini, kami mentakrifkan data seseorang dalam struktur Orang dan menggunakan data ini untuk melakukan pengiraan mudah. Ini adalah struktur yang paling hampir dengan kelas yang boleh kita miliki dalam C. Mungkin menggunakan penunjuk fungsi dalam struct juga merupakan idea yang baik? Baiklah, saya akan tinggalkan itu untuk artikel seterusnya.

Baiklah, kami mempunyai struktur seperti kelas. Sekarang, bagaimana kita menentukan antara muka dalam bahasa C? Jika anda memikirkannya, pengkompil/jurubahasa tidak melakukan sihir untuk meneka kelas mana yang melaksanakan antara muka. Ia menentukan ini pada masa penyusunan dan menggantikan semua bahagian yang kami gunakan antara muka dengan jenis konkrit. Dalam program yang disusun, antara muka tidak wujud.

Oleh kerana pengkompil bahasa C tidak menyediakan kemungkinan ini, kami mesti melaksanakan penyelesaian ini sendiri. Kami perlu mengetahui semua jenis yang melaksanakan antara muka kami dan memikirkan cara menggunakan fungsi pelaksanaan ini.

Laksanakan antara muka dalam bahasa C

Pertama, mari kita tentukan rangka antara muka sederhana kita. Kami akan membuat penghitungan yang mengandungi pelaksanaan dan tandatangan yang berbeza bagi fungsi kami.

<code class="language-java">public class Main {
    public interface Vehicle {
        Integer price();
    }
}</code>

Di sini kami mentakrifkan enum kami yang mengandungi pelaksanaan yang akan kami laksanakan nanti. Ini mungkin tidak kelihatan seperti itu, tetapi bahagian ini sangat penting. Seterusnya, kami mengisytiharkan fungsi vehicle_free (akan diterangkan kemudian) dan fungsi vehicle_price, yang ingin kami laksanakan dalam "kelas" kami. Sekarang mari kita lihat pelaksanaan kereta:

<code class="language-java">public class Main {
    // ...

    public static class Car implements Vehicle {
        private final Integer speed;

        public Car(Integer speed) {
            this.speed = speed;
        }

        @Override
        public Integer price() {
            return speed * 60;
        }
    }
}</code>

Fungsi car_init memulakan kereta "objek" baharu dalam ingatan. Di Jawa ini akan dilakukan secara automatik melalui new. Di sini kita perlu melakukannya secara manual. Fungsi vehicle_free akan digunakan untuk melepaskan memori yang diperuntukkan oleh mana-mana "objek" yang dimulakan sebelum ini, dilaksanakan menggunakan car_free dsb. Pelaksanaan untuk motosikal adalah sangat serupa:

<code class="language-java">public class Main {
    // ...

    public static class Motorcycle implements Vehicle {
        private final Integer cc;

        public Motorcycle(Integer cc) {
            this.cc = cc;
        }

        @Override
        public Integer price() {
            return cc * 10;
        }
    }
}</code>

Hampir sama, kecuali sekarang kita mulakan dengan VEHICLE_MOTORCYCLE dan darab dengan 10. Sekarang mari kita lihat fungsi yang mencetak harga kenderaan:

<code class="language-java">public class Main {
    // ...

    public static void printVehiclePrice(Vehicle vehicle) {
        System.out.println("$" + vehicle.price() + ".00");
    }
}</code>

Sangat mudah...nampaknya kami tidak melakukan banyak kerja. Sekarang, perkara terakhir dan paling penting ialah kita perlu melaksanakan fungsi yang kita nyatakan dalam definisi antara muka di atas, ingat? Nasib baik, kita tidak perlu memikirkan pelaksanaan ini. Kami sentiasa mempunyai suis/kes yang lengkap dan itu sahaja.

<code class="language-java">public class Main {
    // ...

    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car(120);
        Motorcycle motorcycle = new Motorcycle(1000);

        printVehiclePrice(car);
        printVehiclePrice(motorcycle);
    }
}</code>

Kini kami boleh menggunakan semua yang kami lakukan:

<code>$ java Main.java
00.00
000.00</code>

<code class="language-c">typedef struct {
    int height_in_cm;
    int weight_in_kg;
} Person;

float person_bmi(Person *person) {
    float height_in_meters = (float)person->height_in_cm / 100;
    float bmi =
        (float)person->weight_in_kg / (height_in_meters * height_in_meters);

    return bmi;
}</code>

Berjaya! Tetapi anda mungkin berfikir: "Nah, apa gunanya?"

Kes penggunaan sebenar

Salah satu jenis projek kegemaran saya ialah penghurai, daripada penghurai kepada penghurai ungkapan matematik mudah. Biasanya apabila anda melaksanakan parser ini, anda menemui sesuatu yang dipanggil AST (Pokok Sintaks Abstrak). Seperti namanya, ia adalah pokok yang akan mewakili sintaks yang anda hadapi, contohnya perisytiharan berubah int foo = 10 ialah nod AST yang mengandungi tiga nod lain, nod jenis, untuk int, nod pengecam; , untuk foo, dan nod ungkapan, untuk 10, yang mengandungi satu lagi nod integer dengan nilai 10. Lihat betapa rumitnya ia?

Apabila kita melakukan ini dalam C, kita perlu memilih antara struct besar dengan berbilang medan untuk mewakili sebarang kemungkinan nod AST, atau definisi abstrak menggunakan berbilang struct kecil, setiap Struktur mewakili nod yang berbeza, sama seperti yang kita lakukan di sini dengan "antara muka". Jika anda ingin melihat contoh mudah, dalam parser ungkapan matematik ini saya melaksanakan pendekatan kedua.

Kesimpulan

Tiada apa yang dilakukan oleh penyusun atau jurubahasa adalah sihir. Ia sentiasa satu latihan yang menyeronokkan untuk cuba melaksanakan sesuatu sendiri. Semoga ini adalah bacaan yang bermanfaat. Terima kasih!

Atas ialah kandungan terperinci Orientasi Objek dalam C? Melaksanakan antara muka dari awal.. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!