[解決済み] C言語でクラスを実装するには？[クローズド］

質問

C++やオブジェクト指向のコンパイラを使わず、動的なメモリ割り当てがない場合、クラスやクラスの近似を実装するために使えるテクニックは何でしょうか？クラスを別のファイルに分離するのは常に良いアイデアですか？インスタンスの数が一定であると仮定し、あるいはコンパイル前に各オブジェクトへの参照を定数として定義することで、メモリを事前に割り当てることができると仮定してください。私がどのOOPコンセプトを実装する必要があるか（それは様々でしょう）、自由に仮定して、それぞれについて最適な方法を提案してください。

制限事項

• OOPではなくC言語を使用しなければなりません。 のコードを書いているので 組込みシステムで、コンパイラと のコードベースはC言語です。
• 動的メモリ割り当てがない 十分なメモリがないため を使い果たさないと合理的に判断できる 動的に割り当てを開始した場合 となります。
• 私たちが使用しているコンパイラは、関数ポインタに何の問題もありません。

どのように解決するのですか？

それは、あなたが望む正確なオブジェクト指向の機能セットによって決まります。もしオーバーロードや仮想メソッドが必要なら、おそらく構造体に関数ポインタを含める必要があります。

typedef struct {
  float (*computeArea)(const ShapeClass *shape);
} ShapeClass;

float shape_computeArea(const ShapeClass *shape)
{
  return shape->computeArea(shape);
}

これは、ベースクラスを継承し、適切な関数を実装することで、クラスを実装することができるようになります。

typedef struct {
  ShapeClass shape;
  float width, height;
} RectangleClass;

static float rectangle_computeArea(const ShapeClass *shape)
{
  const RectangleClass *rect = (const RectangleClass *) shape;
  return rect->width * rect->height;
}

もちろん、コンストラクタを実装して、関数ポインタが適切に設定されていることを確認する必要があります。通常はインスタンスのために動的にメモリを確保しますが、呼び出し側にそれをさせることもできます。

void rectangle_new(RectangleClass *rect)
{
  rect->width = rect->height = 0.f;
  rect->shape.computeArea = rectangle_computeArea;
}

複数の異なるコンストラクタを使用する場合は、関数名を装飾する必要があります。 rectangle_new() 関数を使用します。

void rectangle_new_with_lengths(RectangleClass *rect, float width, float height)
{
  rectangle_new(rect);
  rect->width = width;
  rect->height = height;
}

ここでは、基本的な使用例を示します。

int main(void)
{
  RectangleClass r1;

  rectangle_new_with_lengths(&r1, 4.f, 5.f);
  printf("rectangle r1's area is %f units square\n", shape_computeArea(&r1));
  return 0;
}

少なくとも、これが何かのヒントになれば幸いです。C 言語で成功したリッチなオブジェクト指向フレームワークとしては、glib の GObject ライブラリです。

各オブジェクトは独自のメソッドポインタを持っており、C++で一般的に見られるよりも少し柔軟です。また、メモリを消費します。メソッドポインタを class 構造体を作成し、各オブジェクトのインスタンスがクラスを参照する方法を考案しました。