指針是C的靈魂，正是指針使得C存在了這么多年，而且將長(zhǎng)期存在下去。事實(shí)上，我自己不用C語(yǔ)言寫(xiě)程序已經(jīng)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(lèi)似于OO中的封裝(即"類(lèi)")的概念，順便把指針復(fù)習(xí)了下，感覺(jué)有必要記一下。
本文中的例子有這樣兩個(gè)概念：任務(wù)(Task)，執(zhí)行器(Executor)。任務(wù)有名稱(chēng)(taskName)，并且可以執(zhí)行(execute)。 而執(zhí)行器與具體任務(wù)所執(zhí)行的內(nèi)容無(wú)關(guān)，只是回調(diào)(callback)任務(wù)的執(zhí)行方法，這樣我們的執(zhí)行器就可以做的比較通用。而任務(wù)接口只需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)execute方法即可，這樣我們的任務(wù)就可以是多種多樣的，可以通過(guò)統(tǒng)一的接口set給執(zhí)行器執(zhí)行。這是面向?qū)ο笾谢镜乃枷耄彩潜容^常用的抽象方式。下面我們具體看下例子。
可以想象，main函數(shù)大概是這個(gè)樣子：
int main(int argc, char** argv) {
Task *t1 = TaskConstruction("Task1", run);//此處的run是一個(gè)函數(shù)指針
Executor *exe = ExecutorConstruction();
exe->setTask(t1);
exe->begin();
exe->cancel();
Task *t2 = TaskConstruction("Task2", run2);//此處的run2也是一個(gè)函數(shù)指針，用于構(gòu)造一個(gè)Task.
exe->setTask(t2);
exe->begin();
exe->cancel();
return (EXIT_SUCCESS);
} |
運(yùn)行結(jié)果為：
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(xì)看看實(shí)現(xiàn)：
定義接口
首先，定義Task和Executor兩個(gè)實(shí)體的接口：
Task接口，注意其中的_this字段，這個(gè)指針在后邊有很重要的作用，用于hold整個(gè)Task的實(shí)例。然后是一個(gè)taskName的字符串，和一個(gè)函數(shù)指針，這個(gè)指針在初始化(構(gòu)造)Task時(shí)傳入。這個(gè)execute()函數(shù)比較有意思，它不在內(nèi)部使用，而是讓執(zhí)行器回調(diào)執(zhí)行的。
#ifndef _ITASK_H
#define _ITASK_H
typedef struct Task{
struct Task *_this;
char *taskName;
void (*execute)();
}Task;
void execute();
#endif /* _ITASK_H */ |
執(zhí)行器接口比Task接口復(fù)雜一些，其中包含_this指針，包含一個(gè)對(duì)Task的引用，然后是對(duì)外的接口begin(), cancel().對(duì)接口的使用者來(lái)說(shuō)，他們只需要調(diào)用接口實(shí)例上的setTask(),將任務(wù)傳遞給執(zhí)行器，然后在適當(dāng)時(shí)期調(diào)用begin(),等待任務(wù)正常結(jié)束或者調(diào)用cancel()將其取消掉。
#include "ITask.h"
#ifndef _IEXECUTOR_H
#define _IEXECUTOR_H
typedef struct Executor{
struct Executor *_this;
Task *task;
char *(*setTask)(Task* task);
void (*begin)();
void (*cancel)();
}Executor;
char *setTask(Task *task);
void begin();
void cancel();
#endif /* _IEXECUTOR_H */
|
實(shí)現(xiàn)接口
#include
#include "ITask.h"
Task *task = NULL;
void execute();
/*
* The construction of Task object.
* name : the name of the task
* execute : execute method of the task
*
*/
Task *TaskConstruction(char *name, void (*execute)()){
task = (Task*)malloc(sizeof(strlen(name))+sizeof(execute));
task->taskName = name;
task->execute = execute;
task->_this = task;
return (Task*)task;//返回一個(gè)自身的指針，通過(guò)內(nèi)部的_this指針，兩者即可實(shí)現(xiàn)封裝
}
/*
* Destruction of task, not used current time.
*
*/
void TaskDestruction(){
task->taskName = NULL;
task->execute = NULL;
task->_this = NULL;
task = NULL;
}
/*
* private method, should register to executor
*
*/
void execute(){
task->_this->execute();//調(diào)用_this上的execute()方法
} |
執(zhí)行器的實(shí)現(xiàn)一樣，稍微復(fù)雜一點(diǎn)，構(gòu)造的時(shí)候，將函數(shù)指針在內(nèi)部設(shè)置好，當(dāng)外部調(diào)用時(shí)動(dòng)態(tài)的執(zhí)行需要執(zhí)行的函數(shù)，這句話(huà)可能有些繞口，這么看：在構(gòu)造Executor的時(shí)候，executor->begin = begin; 這條語(yǔ)句是將下面void begin()的實(shí)現(xiàn)注冊(cè)到結(jié)構(gòu)體中，但是要執(zhí)行什么還是不確切的，當(dāng)setTask以后，回調(diào)函數(shù)的地址已經(jīng)明確：
(executor->_this->task = task;)，此時(shí)調(diào)用begin()即可正確的調(diào)用到注冊(cè)的Task上。
#include
#include "IExecutor.h"
Executor *executor = NULL;
Executor *ExecutorConstruction(){
executor = (Executor*)malloc(sizeof(Executor));
executor->begin = begin;
executor->cancel = cancel;
executor->setTask = setTask;
executor->_this = executor;
return (Executor*)executor;
}
void ExecutorDestruction(){
executor->begin = NULL;
executor->cancel = NULL;
executor->setTask = NULL;
executor = NULL;
}
char *setTask(Task *task){
executor->_this->task = task;
}
void begin(){
printf("task : [%s] is ready to run\n",executor->_this->task->taskName);
executor->_this->task->execute();
}
void cancel(){//這個(gè)函數(shù)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，只是做了一個(gè)占位符，以后如果有多線(xiàn)程，可以用來(lái)停止主動(dòng)線(xiàn)程。
printf("cancel is invoked here\n");
} |
其實(shí)，兩個(gè)實(shí)現(xiàn)的代碼都不算復(fù)雜，如果對(duì)C的指針理解的稍好，基本就沒(méi)什么問(wèn)題了。
在C中使用OO
為了試驗(yàn)，我們不妨設(shè)計(jì)兩個(gè)不同的Task，一個(gè)Task是計(jì)算兩個(gè)數(shù)的某四則混合運(yùn)算，另一個(gè)僅僅是用來(lái)打印一點(diǎn)信息。然后我們可以看到，他們使用完全相同的接口來(lái)執(zhí)行：
#include
void run(){//計(jì)算(a+b)*(a-b)
float a, b, r;
a = 1.2;
b = 2.3;
r = 0.0;
printf("[a = %f, b = %f]\n", a, b);
printf("[(a + b) * (a - b) = %f]\n",((a+b)*(a-b)));
}
void run2(){//打印一句話(huà)，事實(shí)上，這些函數(shù)可以做任何事，比如I/O,網(wǎng)絡(luò)，圖片處理，音樂(lè)播放等等。
printf("another type of execute,");
printf("just print out some information\n");
} |
然后，在Main中獎(jiǎng)他們注冊(cè)給Task，代碼如下所示：
#include
#include
#include "ITask.h"
#include "IExecutor.h"
extern void run();
extern void run2();
int main(int argc, char** argv) {
//代碼的風(fēng)格上，應(yīng)該可以看出和OO的風(fēng)格及其類(lèi)似。
Task *t1 = TaskConstruction("Task1", run);//new Task("Task 1", run);
Executor *exe = ExecutorConstruction();// new Executor();
exe->setTask(t1);
exe->begin();
exe->cancel();
Task *t2 = TaskConstruction("Task2", run2);
exe->setTask(t2);
exe->begin();
exe->cancel();
return (EXIT_SUCCESS);
} |
程序的輸出結(jié)果上文中已經(jīng)可以看到了，這里就不貼了。
當(dāng)然，本文的主要目的不是想說(shuō)什么“C也可以實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο蟆敝?lèi)的幼稚觀點(diǎn)，只要誰(shuí)沒(méi)有嚴(yán)重的自虐傾向，相信不會(huì)有誰(shuí)真的會(huì)用C來(lái)做OO的開(kāi)發(fā)。只是想表達(dá)一下，指針在C中的重要性和指針的一點(diǎn)高級(jí)用法。其實(shí)現(xiàn)在的OO語(yǔ)言，基本還是以面向過(guò)程的表達(dá)式來(lái)表達(dá)面向?qū)ο蠖?。并沒(méi)有什么神奇之處，OO主要是思想上的抽象，可以說(shuō)是語(yǔ)言無(wú)關(guān)的(language independent)。
【編輯推薦】
- C語(yǔ)言指針概念全面解析
- C++引用計(jì)數(shù)的智能指針的有效回收方法
- C++中數(shù)組和指針類(lèi)型的關(guān)系
