【C语言】用 C 语言实现多态

wefg12026-05-02 8:33

C语言没有类的概念，但可以用结构体包含公共成员（类似基类），再通过函数指针实现动态绑定。

示例：图形面积计算

步骤1：定义"基类"Shape

cpp 复制代码

// shape.h
#ifndef SHAPE_H
#define SHAPE_H

typedef struct Shape Shape;

// 函数指针类型定义
typedef double (*area_func_t)(const Shape*);

struct Shape {
    area_func_t area;  // 虚函数指针
};

// 统一调用接口（实现多态）
double shape_area(const Shape* shape);

#endif

步骤2：实现具体"派生类"

cpp 复制代码

// circle.h
#ifndef CIRCLE_H
#define CIRCLE_H

#include "shape.h"

typedef struct {
    Shape base;   // 继承Shape
    double radius;
} Circle;

void circle_init(Circle* circle, double radius);

#endif

cpp 复制代码

// circle.c
#include "circle.h"
#include <math.h>

static double circle_area(const Shape* shape) {
    const Circle* circle = (const Circle*)shape;
    return M_PI * circle->radius * circle->radius;
}

void circle_init(Circle* circle, double radius) {
    circle->base.area = circle_area;  // 绑定具体实现
    circle->radius = radius;
}

步骤3：实现统一调用接口

cpp 复制代码

// shape.c
#include "shape.h"

double shape_area(const Shape* shape) {
    if (shape && shape->area) {
        return shape->area(shape);
    }
    return 0.0;
}

步骤4：使用多态

cpp 复制代码

// main.c
#include <stdio.h>
#include "shape.h"
#include "circle.h"
// 还可定义 rectangle.h 等

int main() {
    Circle c;
    circle_init(&c, 5.0);
    
    // 多态调用：通过基类指针调用实际类型的方法
    Shape* shapes[] = { (Shape*)&c };
    
    for (int i = 0; i < 1; ++i) {
        printf("Area: %.2f\n", shape_area(shapes[i]));
    }
    return 0;
}