C++中的多态在C中如何实现

本文通过一个链表的例子展示了如何在C语言中实现多态性,利用void *作为节点数据,配合枚举类型标识数据类型,实现动态存储不同类型数据。同时,通过定义函数指针类型和函数,模拟C++中的继承和多态性,展示了C语言实现类似C++功能的灵活性。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

多态的含义约等同于“同一个方法对于不同类型的输入参数均能做出正确的处理过程,并给出人们所期望获得的结果

C++的多态性是C++实现面向对象技术的基础。具体的说,通过一个指向基类的指针调用虚成员函数的时候,
运行时系统将能够根据指针所指向的实际对象调用恰当的成员函数实现。

一、要用C模拟C++的多态性,可定义同一种函数指针类型和函数指针,运行过程中根据需要给函数指针赋函数地址

如下:




二、

下面我们来看看在 C 语言中定义一个简单的存储整型数据的单链表节点是怎么做的,当然是用结构体。大部分人会像我一样,在 linkList.h 文件里定义:

 typedef struct Node* linkList; 
 struct Node                                       // 链表节点
 { 
 int data;                                 // 存储的整型数据
 linkList next;                            // 指向下一个链表节点
 }; 

    链表有了,下面就是你想要实现的一些链表的功能,当然是定义成函数。我们只举几个常用功能:

 linkList initialLinklist();                               // 初始化链表
 link newLinkList (int data);                        // 建立新节点
 void insertFirst(linkList h,int data);              // 在已有链表的表头进行插入节点操作
 void linkListOutput(linkList h);                           // 输出链表中数据到控制台

    这些都是再自然不过的 C 语言的编程过程,然后我们就可以在 linkList.c 文件中实现上述两个函数,继而在 main.c 中调用它们了。

    然而上面我们定义的链表还只能对整型数据进行操作,如果下次你要用到一个存储字符串类型的链表,就只好把上面的过程重新来过。也许你觉得这个在原有代码基础上做略微修改的过程并不复杂,可是也许我们会不断的增加对于链表这个数据结构的操作,而需要用链表来存储的数据类型也越来越多,这些都意味着海量的代码和繁琐的后期维护工作。当你有了上百个存储不同数据类型的链表结构,每当你要增加一个操作,或者修改某个操作的传入参数,工作量会变大到像一 场灾难。

     但是我们可以改造上述代码,让它能够处理你所想要让它处理的任何数据类型:实行,字符型,乃至任何你自己定义的 structure 类型。

void*:万能的指针“挂钩”

    几乎所有讲授 C 语言课程的老师都会告诉你:“指针是整个 C 语言的精髓所在。”而你也一直敬畏着指针,又爱又恨地使用着它。许多教材都告诉你,int * 叫做指向整型的指针,而 char * 是指向字符型的指针,等等不一而足。然而这里有一个另类的指针家族成员——void *。不要按照通常的命名方式叫它做指向 void 类型的指针,它的正式的名字叫做:可以指向任意类型的指针。你一定注意到了“任意类型”这四个字,没错,实现多态,我们靠的就是它

    下面来改造我们的链表代码,在 linkList.h 里,如下:

 typedef struct Node* linkList; 
 struct Node                                       // 链表节点
 { 
 void *data;                               // 存储的数据指针
 linkList next;                            // 指向下一个链表节点
 }; 

 linkList initialLinklist();                             // 初始化链表
 link newLinkList (void *data);                    // 建立新节点
 void insertFirst(linkList h, void *data);         // 在已有链表的表头进行插入节点操作
 void linkListOutput(linkList h);                         // 输出链表中数据到控制台

    我们来看看现在这个链表和刚才那个只能存储整型数据的链表的区别。

    当你把 Node 结构体里面的成员定义为一个整型数据,就好像把这个链表节点打造成了一个大小形状固定的盒子,你定义一个链表节点,程序进行编译的时候编译器就为你打造一 个这样的盒子:装一个 int 类型的数据,然后装一个 linkList 类型的指针。如果你想强行在这个盒子里装别的东西,编译器会告诉你,对不起,盒子的大小形状并不合适。所以你必须为了装各种各样类型的数据打造出不同的生 产盒子的流水线,想要装哪种类型数据的盒子,就开启对应的流水线来生产。

    但是当你把结构体成员定义为 void *,一切都变得不同了。这时的链表节点不再像个大小形状固定的盒子,而更像一个挂钩,它可以挂上一个任意类型的数据。不管你需要存储什么类型的数据,你只要传递一个指针,把它存储到 Node 节点中去,就相当于把这个数据“挂”了上去,无论何时你都可以根据指针找到它。这时的链表仿佛变成了一排粘贴在墙上的衣帽钩,你可以挂一排大衣,可以挂一 排帽子,可以挂一排围巾,甚至,你可以并排挂一件大衣一顶帽子一条围巾在墙上。void * 初露狰狞,多态离 C 语言并不遥远。

实现:你的多态你做主

    当你真正开始着手做这个工作的时候,你会发现把数据放入链表中的操作和普通的存放 int 类型的链表的实现并没有什么大的区别,很方便。但是当你要把已经存进去的数据读取出来的时候,就有一点麻烦了对于 void * 类型的指针,编译器只知道它里面存储了一个地址,但是关于这个地址里的数

评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值