c - 在 C 中执行 OOP 时模拟 'this' 指针的优雅方法？

Question

我想使用多态性在 C 语言中进行一些面向对象风格的编程，其中我的接口(interface)类包含一个指向函数表的指针。例如:

/* Implement polymorphism in C, Linux kernel-style */
struct statement {
    const struct statement_ops *ops;
    struct list_head list;      /* when on master input list */
    void *private;          /* pointer to type-specific data */
};

struct statement_ops {
    int (*analyse)(void *private, int pc);
    int (*get_binary_size)(void *private);
};

void user(void)
{
    struct statement *s = make_a_statement();
    if (s->ops->analyse(s->private, foo))
        blah blah;
}

我希望能够在不显式地将 s->private 传递给每个“方法”的情况下编写一些东西。有任何想法吗？可能有一些宏观技巧？

Answer 1

如果这是公共(public)接口(interface)的一部分，您可以添加访问器函数。一个隐藏的好处是您可以在访问器中进行健全性检查和其他工作。 (请注意，我将“this”指针称为“o”，就像在“object”中一样。为了保持一致性，我更喜欢这种方式。)

int statement_analyse (struct statement *o, int pc)
{
    assert(pc >= 0);

    int ret = o->ops->analyse(o->private, pc);
    assert(ret >= 0);

    return ret;
}

您现在可以在不显式传递“private”的情况下调用它。

void user(void)
{
    struct statement *s = make_a_statement();

    if (statement_analyse(s, foo))
        blah blah;
}

虽然这似乎没有任何好处，因为您仍然必须实现访问器，假设您想要一个定义良好且健壮的接口(interface)，访问器函数是放置断言和接口(interface)文档的唯一明智的地方。事实上，如果您编写好的断言，断言本身有助于记录接口(interface)。一旦您在访问器中添加完整性检查，就不必将它们添加到它们调用的实际方法中。

当然，只有当通过函数指针调用的函数是由用户提供的，或者以其他方式可以是不同的东西时，这种方法才有意义。如果只有一个 analyse() 方法总是做同样的事情，您可以简单地实现一个 statement_analyse() 直接做它需要做的事情。

小提示:在进行 OOP 时，我更喜欢对结构进行 typedef 并给它们命名为 CamelCase。我使用此约定作为一种方式来说明该结构是不透明的，并且只能通过其公共(public)接口(interface)访问。它看起来也更好，尽管这是主观的。我也更喜欢让用户为结构本身分配内存，而不是构造函数分配它。这避免了必须处理 malloc 失败，并使程序更高效。

typedef struct {
    ...
} Statement;

void Statement_Init (Statement *o);
int Statement_Analyse (Statement *o, int pc);