在C语言里进行面向对象设计--模拟运行时识别

    面向对象的另一个特性是运行时识别。当然，如果你的系统设计的足够完美的话，也用不到什么运行时识别，但是有时使用一下运行是识别，能够是设计简化不少。言归正传，本文就是在前文的基础上再研究一下，如何使用 C 来进行运行时识别。

 

我们知道， C++ 里的虚函数实际上不是与对象绑定，而是与类绑定的。也就是说，一个类一个虚函数表，而不是一个对象一个虚函数表。所以，如果一个类的虚函数较多时，像前文那样定义接口：

struct IStream

{

           void (*write)(IStream* pStream, char* pstr);

         void(*read)(IStream* pStream, char buf, ssize_t size);

         void (*flush)(IStream* pStream);

         …

};

就会很浪费，因为每个对象都有 sizeof(struct IStream) 这么大。但是我们知道，虚函数表是与类绑定的，而不是与对象绑定的，那么我们可以改进这个设计。

struct IStreamClass

{

           void (*write)(IStream* pStream, char* pstr);

         void(*read)(IStream* pStream, char buf, ssize_t size);

         void (*flush)(IStream* pStream);

         …

};

 

基类的定义改为：

        struct IStream{

        {

             struct IStreamClass* vtbl;

        }

 

如果需要实现一个 FileStream 的话，可以定义一个具体类。

        struct FileStream

       {

            struct IStream base;

            FILE* f;

        }

  FileStreamClass 可以使用一个全局变量来定义：

        extern struct IStreamClass class_FileStream;

 

因为这个虚函数表是与类绑定的，所以有了它，我们还可以增加运行时识别的功能！

        int isFileStream(struct IStream* pStream){

           return pStream->vtbl == class_FileStream;

        }

 

这样设计还能够增加集成层次。比如 FileStream 本身又定义了一个虚函数 vFunc ，有一个类 AFileStream 继承自 FileStream ，则可以在 FileStream.h 中增加这样的定义：

***FileStream.h***

       struct FileStreamClass{

           struct IStream stream_class;

           void (*vFunc)();

       } ；

       extern FileStreamClass class_FileStream;

 

***FileStream.c***

      FileStreamClass class_FileStream = {

         {

             FileStream_write,

             FileStream_read,

             FileStream_flush

             …

         },

          FileStream_vFunc

      };

 

AFileStream 的定义为下面这样。

***AFileStream.h***

Struct AFileStream{

    struct FileStreamClass* vtbl;

    …

};

extern FileStreamClass class_AFileStream;

AFileStream.c 的内容就不用写了。

这样以来，你仍然可以用 FileStream->vtbl 当做 struct IStream 使用。

这个运行时识别的设计不支持动态创建的功能。 C++ 的动态创建功能， MFC 的设计就算是很好的了，但是那个需要构造函数的自动调用功能， C 里面没有这种功能。