OOP in C - Virtual Function (Chinese Version)

OOP in C
Virtual Function

elpam.tw@gmail.com
elpam@Taiwan, Taipei, 2008

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● 本投影片授權方式為：
– 姓名標示─非商業性─相同方式分享 3.0 台灣版
– http://creativecommons.org/licenses/byncsa/3.0/tw/

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About This Slides
● All example was build by
– GCC4.1.3
– GLIB1.2.10
– GMAKE3.81

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請先覆習一下 Function Pointer 的使用方式

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Function Pointer

/* 21.c */
typedef void (*FP) ( void );

void hello() { printf("hello "); }

int main()
{
void world() { printf("worldn"); }
#> ./21
FP fp = hello;
hello world
fp();
#>
fp = world;
fp();
};

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Function Pointer (cont')
/* 22.c */
●
也可以當參數使用 typedef void (*FP) ( void );

#define ERROR 1

void error_test( FP callback )
{
if( ERROR ){
callback();
}
}

  #> ./22 int main()
  error happened {
  #> void error() { printf("error happenedn"); }
       error_test( error );
};

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Function Pointer & Structure
/* 23.c */
typedef void (*FP) ( void* );
●
以 Function Pointer struct A{
        int a;               int b;
的方式實作 Member         FP  method;
};
Function void a_real_method( void* p)
{
        struct A* this = p;
        printf("%d,%dn",this>a,this>b);
}
int main()
{
  #> ./23         struct A a;
  1,2         a.a = 1;        a.b = 2;
  #>         a.method  = a_real_method;
        a.method ( &a );
};

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Using Previous Slide to Implement Inherit

24.c
● 方便閱讀，加上一點 ' 命名規則 '
– 其實是龜毛的 Rule
● PREFIX_init
– 該物件的建構子 (Constructor)
● PREFIX_method
– 該物件的成員函式 (member function)

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Member Function's Inherit (1)
struct A { void A_real_method_a( void* p) {
int a; struct A* this = p;
FP  method_a; printf("this is method_a %dn",this>a);
}; }
struct B { void B_real_method_b( void* p) {
struct A parent; struct B* this = p;
int b; printf("this is method_b %dn",this>b);
FP  method_b; }
};
int main()  { void a_init( struct A* a)  {
struct B b; a > a = 1;
a_init( &b );    a > method_a = A_real_method_a;
       b_init( &b ); }
void b_init( struct B* b)  {
struct A* ap = &b; b > b = 2;
b > method_b = B_real_method_b;
ap > method_a( ap ); }
b  .  method_b( &b );
};

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Member Function's Inherit (2)
/* 24.c */
int main()
●
Child 如果希望執行 ( 存取 ) {
struct B b;
Parent 的函式 ( 變數 ) ，需要 a_init( &b );
先 Cast 成 Parent 再執行 ( 存        b_init( &b );

取) struct A* ap = &b;

ap > method_a( ap );
b  .  method_b( &b );
};

  #> ./24
  this is method_a 1
  this is method_b 2

  #>
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結論
●
我們可以實作 class_init() 時將 class 內的
member value and member function 都設定好
– 也就是 ''Constructor''
● 自已實作 C 不提供的 Member Function!!

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Implement Virtual Function

25.c
● Child 的 init 可以將 Parent 的 Member Function
做改寫的動作，以達到 Virtual Function 的效果
– 下一頁粉紅色的那一行

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Virtual Function (1)
void A_real_method_a( void* p)
{
struct A* this = p;
printf("this is %s %dn"
                         ,__FUNCTION__,this>a); void A_init( struct A* a)
} {
void B_real_method_a( void* p) a > a = 1;
{ a > method_a = A_real_method_a;
struct B* this = p; }
printf("this is %s %dn"
                          ,__FUNCTION__,this>b);
} void B_init( struct B* b)
void B_real_method_b( void* p) {
{ struct A* a = b;
struct B* this = p; b > b = 2;
printf("this is %s %dn" a > method_a = B_real_method_a;
                           ,__FUNCTION__,this>b); b > method_b = B_real_method_b;
} }

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Virtual Function (2)
●
A_init 一定要比 B_init 先執行
– Parent 的 Constructor 需要先執
行 /* 25.c */
int main()
{
struct B b;
  #> ./25 A_init( &b );
this is A_real_method_a 1
this is B_real_method_a 2 struct A* ap = &b;
this is B_real_method_b 2 ap > method_a( ap );
  #>
B_init( &b );
ap > method_a( ap );
b  .  method_b( &b );
};

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Constructor's Wrapper
26.c

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Constructor in C (1)
● we use PREFIX_new to replace malloc
– 所有的物件都以 PREFIX_NEW 產生，以確保
Constructor 被正確的執行

struct A{ struct A* A_new()
   int a; {
   int b;    struct A* ret = malloc( sizeof(A) );
};    ret > a = 0;
   ret > b = 1;
   return ret;
}

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●
以前面的例子

/* 26.c */ /* 26.c */
int main() struct B* B_new()
{ {
        struct B* pb = B_new();    struct B* pb = malloc( sizeof(B) );
   struct A* pa = pb;
        ((struct A*)pb) > method_a( pb );    A_init( pa );
        pb > method_b( pb );    B_init( pb );
   return pb;
}; }

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●
繼承關係越復雜時， PREFIX_new 很難去維護
– 請試想三層繼承時，開發者希望在第一及第二層之間
再加上一層物件
●
所以我們需要更有效率的方式來撰寫
Constructor
– GObject 提供了一個有效率的方式

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Conclusion
●
以上的 Tips 提供了一種方式來撰寫 Object
Oriented 的程式
– 可自行練習 :)
● 相較於 C++ 的繼承，此種方式所撰寫出來的物
件為靜態形別，所有的 Offset 都是 Compiler
Time 已決定好的，所以不會有繼承濫用的問題
– 執行效率
● 但是如果不正確的使用，依舊會造成程式碼難以

閱讀，也容易產生 BUG
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