C语言实现多态

综述

多态性是面向对象程序设计的一个重要特征，利用多态性可以设计和实现一个易于扩展的系统。

顾名思义，多态的意思是多种形态，在C++程序设计中，多态指的是：具有不同功能的函数可以用同一个函数名，这样可以用一个函数名调用不同内容的函数。

C++的多态分两种：静态多态性和动态多态性。

1. C++中的函数重载和运算符重载实现的多态性就属于静态多态，在程序编译时系统就能决定调用的是哪个函数，因此静态多态性又称为编译时多态性。静态多态性是通过函数重载实现的（运算符重载实质上也是函数重载）。

2.动态多态实在程序运行过程中才动态确定操作指针指向的对象。它又被称为运行时多态。动态多态是通过虚函数实现的。

C语言虽然不是面向对象的语言，但是C语言同样可以实现多态性，在Linux 内核中就大量存在利用C语言实现多态性的代码。

C语言实现编译时多态性

C语言可以通过宏实现编译时多态，下面是一个例子：

#define ADD(A, B) (A) + (B);
int main(){
    int a =1;
    int b =2;
    cout<<ADD(a,b);//输出3
    string c = "asd";
    string d = "fff";
    cout<<ADD(c,d);//输出 asdfff
    return 0;
}

对于不同的类型的A和B，带参数的宏 ADD 会根据传入的是 int类型或是string 类型而采取不同的 +的策略。

C语言实现动态多态性

C语言可以用函数指针实现动态多态，下面是例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
//虚函数表结构
struct base_vtbl
{
	void(*dance)(void *);
	void(*jump)(void *);
};
 
//基类
struct base
{
    /*virtual table*/
	struct base_vtbl *vptr;
};
 
void base_dance(void *this)
{
	printf("base dance\n");
}
 
void base_jump(void *this)
{
	printf("base jump\n");
}
 
/* global vtable for base */
struct base_vtbl base_table =
{
		base_dance,
		base_jump
};
 
//基类的构造函数
struct base * new_base()
{
    struct base *temp = (struct base *)malloc(sizeof(struct base));
	temp->vptr = &base_table;
	return temp;
}
 
 
//派生类
struct derived1
{
	struct base super;
	/*derived members */
	int high;
};
 
void derived1_dance(void * this)
{
	/*implementation of derived1's dance function */
	printf("derived1 dance\n");
}
 
void derived1_jump(void * this)
{
	/*implementation of derived1's jump function */
	struct derived1* temp = (struct derived1 *)this;
	printf("derived1 jump:%d\n", temp->high);
}
 
/*global vtable for derived1 */
struct base_vtbl derived1_table =
{
	(void(*)(void *))&derived1_dance,
	(void(*)(void *))&derived1_jump
};
 
//派生类的构造函数
struct derived1 * new_derived1(int h)
{
    struct derived1 * temp= (struct derived1 *)malloc(sizeof(struct derived1));
	temp->super.vptr = &derived1_table;
	temp->high = h;
	return temp;
}
 
 
 
int main(void)
{
 
    struct base * bas = new_base();
    //这里调用的是基类的成员函数
    bas->vptr->dance((void *)bas);
    bas->vptr->jump((void *)bas);
 
 
    struct derived1 * child = new_derived1(100);
    //基类指针指向派生类
    bas  = (struct base *)child;
 
    //这里调用的其实是派生类的成员函数
    bas->vptr->dance((void *)bas);
    bas->vptr->jump((void *)bas);
	return 0;
}

上面代码不仅实现了多态的性质，其实也在模拟C++中的类的继承。主函数中基类指针 bas 一开始指向的是基类对象，因此调用 dance 和jump是基类的dance jump 。下面把bas 指向派生类的对象，再调用dance 和jump 的时候就不是基类的dance 和jump了，而转化成了派生类的dance 和jump.

综述

C语言实现编译时多态性

C语言实现动态多态性

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