C语言实现多态

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本文介绍了如何在C语言中实现多态性，通过模拟C++的虚函数表来达到类似的效果。文章提供了C++代码示例，并展示了如何在C语言中创建函数指针类型和结构体来实现类的继承与多态。文中还给出了完整的C语言代码，该代码创建了基类和派生类，并实现了虚函数`eat()`和`play()`，演示了多态性的应用。

C语言实现多态

转载：https://www.cnblogs.com/qingergege/p/9594432.html

首先声明，大神就不要看了。小弟水平有限。

C++多态是通过虚函数表实现的，类似于JAVA多态的实现方式。关于Java多态的实现方式可以看我之前写过的一篇不是很完善的文章。从JVM角度看Java多态。

Java和C++不同，Java中所有的实例方法（相对于类方法，或叫静态方法而言）都是默认为虚函数，之前貌似看到过Java生成的字节码中，所有实例方法前面都是右virtual关键字的。C++中需要显示声明virtual之后才是虚函数，虚函数是实现多态的基础。

今天用C语言实现的多态，是实现一个类似下面的C++代码：（由于使用QtCreator写的，所以会有一点儿QT的代码，可以忽略）

复制代码

#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
using namespace std;


class Base{
public:
    virtual void eat(){
        cout<<"基类在吃饭....."<<endl;
    }
    virtual void play(){
        cout<<"基类在玩耍....."<<endl;
    }
};

class DeriveA:public Base{
public:
    void eat(){
        cout<<"子类A在吃饭....."<<endl;
    }
};
class DeriveB:public Base{
public:
    void eat(){
        cout<<"子类B在吃饭....."<<endl;
    }
};


int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    Base * base;
    DeriveA dA;
    DeriveB dB;
    base = &dA;
    base->eat();
    base->play();
    cout<<"---------------------------------------------\n";
    base = &dB;
    base->eat();
    base->play();

    return a.exec();
}

复制代码

其中，基类中有两个虚函数，eat()和play()，两个派生类中都只重写了基类的eat()方法。

输出结果如下图：

 

下面用纯C语言实现类似的效果。可以用C语言模仿C++的虚函数表。

首先定义两个函数指针类型：

typedef void (*EatPtr)();
typedef void (*PlayPtr)();

 

接着模拟虚函数表，虚函数表就是一个元素为虚函数指针的结构体

typedef struct _virtualPtrTable{
    EatPtr eat;
    PlayPtr play;
}VPtrTable;

 

接着定义“基类和派生类”：

复制代码

typedef struct _base{
    VPtrTable vptrTable;
    int age;
}Base;

typedef struct _deriveA{
    Base base;
    int age;
}DeriveA;

typedef struct _deriveB{
    Base base;
    int age;
}DeriveB;

复制代码

 

接着实现函数，由于C++代码中，两个派生类都没有实现play方法，所以这里派生类的play函数都只是调用基类的函数。。

复制代码

/** 派生类A的实现函数 **/
void aEat(){
    cout<<"子类A在吃饭....."<<endl;
}
void aPlay(){
    basePlay();
}

/** 派生类B的实现函数 **/
void bEat(){
    cout<<"子类B在吃饭....."<<endl;
}
void bPlay(){
    basePlay();
}

复制代码

 

下面是主函数：

复制代码

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    Base *base;
    DeriveA deriveA;
    deriveA.base.vptrTable.eat = aEat;
    deriveA.base.vptrTable.play = aPlay;
    deriveA.base.age = 40;
    deriveA.age = 20;

    DeriveB deriveB;
    deriveB.base.vptrTable.eat = bEat;
    deriveB.base.vptrTable.play = bPlay;
    deriveB.base.age = 40;
    deriveB.age = 21;

    base = (Base *)&deriveA;
    base->vptrTable.eat();
    base->vptrTable.play();
    cout<<"age："<<base->age<<endl;
    cout<<"---------------------------------------------\n";
    base = (Base *)&deriveB;
    base->vptrTable.eat();
    base->vptrTable.play();
    cout<<"age："<<base->age<<endl;

    return a.exec();
}

复制代码

 

完整代码如下：

复制代码

#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
using namespace std;

typedef void (*EatPtr)();
typedef void (*PlayPtr)();

typedef struct _virtualPtrTable{
    EatPtr eat;
    PlayPtr play;
}VPtrTable;

typedef struct _base{
    VPtrTable vptrTable;
    int age;
}Base;

typedef struct _deriveA{
    Base base;
    int age;
}DeriveA;

typedef struct _deriveB{
    Base base;
    int age;
}DeriveB;

/** 基类的实现函数 **/
void baseEat(){
    cout<<"基类在吃饭....."<<endl;
}
void basePlay(){
    cout<<"基类在玩耍....."<<endl;
}

/** 派生类A的实现函数 **/
void aEat(){
    cout<<"子类A在吃饭....."<<endl;
}
void aPlay(){
    basePlay();
}

/** 派生类B的实现函数 **/
void bEat(){
    cout<<"子类B在吃饭....."<<endl;
}
void bPlay(){
    basePlay();
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    Base *base;
    DeriveA deriveA;
    deriveA.base.vptrTable.eat = aEat;
    deriveA.base.vptrTable.play = aPlay;
    deriveA.base.age = 40;
    deriveA.age = 20;

    DeriveB deriveB;
    deriveB.base.vptrTable.eat = bEat;
    deriveB.base.vptrTable.play = bPlay;
    deriveB.base.age = 40;
    deriveB.age = 21;

    base = (Base *)&deriveA;
    base->vptrTable.eat();
    base->vptrTable.play();
    cout<<"age："<<base->age<<endl;
    cout<<"---------------------------------------------\n";
    base = (Base *)&deriveB;
    base->vptrTable.eat();
    base->vptrTable.play();
    cout<<"age："<<base->age<<endl;

    return a.exec();
}

复制代码

 

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