我们来看一下 Rectangle 的继承关系和内存布局:
因为有这样的内存布局,所以你可以很安全的传一个指向 Rectangle 对象的指针到一个期望传入 Shape 对象的指针的函数中,就是一个函数的参数是 “Shape *”,你可以传入 “Rectangle *”,并且这是非常安全的。这样的话,基类的所有属性和方法都可以被继承类继承!
#include "rect.h" #include <stdio.h>
int main() { Rectangle r1, r2;
// 实例化对象 Rectangle_ctor(&r1, 0, 2, 10, 15); Rectangle_ctor(&r2, -1, 3, 5, 8);
printf("Rect r1(x=%d,y=%d,width=%d,height=%d)\n", Shape_getX(&r1.super), Shape_getY(&r1.super), r1.width, r1.height); printf("Rect r2(x=%d,y=%d,width=%d,height=%d)\n", Shape_getX(&r2.super), Shape_getY(&r2.super), r2.width, r2.height);
// 注意,这里有两种方式,一是强转类型,二是直接使用成员地址 Shape_moveBy((Shape *)&r1, -2, 3); Shape_moveBy(&r2.super, 2, -1);
printf("Rect r1(x=%d,y=%d,width=%d,height=%d)\n", Shape_getX(&r1.super), Shape_getY(&r1.super), r1.width, r1.height); printf("Rect r2(x=%d,y=%d,width=%d,height=%d)\n", Shape_getX(&r2.super), Shape_getY(&r2.super), r2.width, r2.height);
return 0;}
输出结果:
Rect r1(x=0,y=2,width=10,height=15)Rect r2(x=-1,y=3,width=5,height=8)Rect r1(x=-2,y=5,width=10,height=15)Rect r2(x=1,y=2,width=5,height=8)
多态C++ 语言实现多态就是使用虚函数。在 C 语言里面,也可以实现多态。
现在,我们又要增加一个圆形,并且在 Shape 要扩展功能,我们要增加 area() 和 draw() 函数。但是 Shape 相当于抽象类,不知道怎么去计算自己的面积,更不知道怎么去画出来自己。而且,矩形和圆形的面积计算方式和几何图像也是不一样的。
下面让我们重新声明一下 Shape 类:#ifndef SHAPE_H#define SHAPE_H
#include <stdint.h>
struct ShapeVtbl;// Shape 的属性typedef struct { struct ShapeVtbl const *vptr; int16_t x; int16_t y; } Shape;
// Shape 的虚表struct ShapeVtbl { uint32_t (*area)(Shape const * const me); void (*draw)(Shape const * const me);};
// Shape 的操作函数,接口函数void Shape_ctor(Shape * const me, int16_t x, int16_t y);void Shape_moveBy(Shape * const me, int16_t dx, int16_t dy);int16_t Shape_getX(Shape const * const me);int16_t Shape_getY(Shape const * const me);
static inline uint32_t Shape_area(Shape const * const me) { return (*me->vptr->area)(me);}
static inline void Shape_draw(Shape const * const me){ (*me->vptr->draw)(me);}
Shape const *largestShape(Shape const *shapes[], uint32_t nShapes);void drawAllShapes(Shape const *shapes[], uint32_t nShapes);
#endif /* SHAPE_H */
看下加上虚函数之后的类关系图:
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