程式師世界 >> 編程語言 >> C語言 >> 關於C語言 >> C 語言實現多態的原理：函數指針

C 語言實現多態的原理：函數指針

編輯：關於C語言

C語言實現多態的原理：函數指針

何為函數指針？答案：C Programming Language. 可以查閱下，從原理上來講，就是一個內存地址，跳過去執行對應的代碼段。既然如此，在運行時決定跳到哪個地方去執行特定的代碼即可。

一個簡單的版本：

以音頻解碼器作為例子：AAC 解碼器，Mpeg解碼器，以及其他類型的解碼器。那手動的多態可能會這樣實現：

U32 audioHandle = AudioDecOpen(int type)
{
    if（type == aac）
	return aac_open();
    else if(type == mpeg)
        return mpeg_open();
}

這樣的代碼不利於擴展，沒加入一個新的實例，就得改動AudioDecOpen這個函數。而且封裝的不好。

另外一種方法來寫：

首先定義三種公有函數的函數指針。

typedef int (*OpenFunc) (void *this);
typedef int (*CloseFunc) (void *this);
typedef int (*ControlFunc) (void *this, int command, void *param);

定義公共接口結構體 & AudioDecoder 對象：

struct module
{ OpenFunc Open; CloseFunc Close; ControlFunc Control;};
struct AudioDecoder{
    struct module m;
    int audioType;
    void* private;
};

提供一個表驅動來方便找到對應的入口：

struct AudioPool{
    int audioType;
    struct module* audioModule;
}pool[] = {
     {aac , aac_module},
     {mpeg , mpeg_module},
};

int AudioCreate(int type , Handle *handle)
{
    AudioDecoder dec = alloc_audioDec();
    
    foreach(pool , k)
    {
          if(k->audioType == type)
          {
                 dec->m = k->audioModule;
          }
    }
    *handle = (Handle)dec;
}

這樣，當外界去Create一個Audio的對象時，就已經初始化好對應的函數入口了。Open就非常簡單了：

int AudioOpen(struct AudioDecoder *dec)
{
     return dec->m->Open(dec);
}

其中AudioDecoder中的Private 則是在各自的Open中自己申請，自己釋放，Close,Control 類似。
今後維護這個表驅動即可（pool）,新的對象的支持加入進來就行了，很方便維護。

更好的維護pool

現在的pool依然拓展性不太好，畢竟每次加入新的對象都得改動pool這個表驅動。這裡提供一個更好的方法：

struct AudioPool{
    int audioType;
    struct module* audioModule;
}pool[MAX_POOL];

在提供一個Pool_Register(int type , struct module* module); 的功能：

int Pool_Register(int type , struct module* module); 
{
    for_each(pool , k)
    {
          if(k->type == INVALID_AUDIO_TYPE)
          {
                 k->type = type;
                 k->audioModule = module;
           }
    }

    if(k == NULL)
    {
        return REACH_POOL_END;
     }
    return NO_ERROR;
}

這樣在每個實例中調用 rigister 就可以很優雅的解決這個問題。
附上兩個解碼器的對象的代碼，Mpeg的解碼器使用的是 libmad ， aac的解碼器使用的是 libfaad 庫： AAC代碼片段：

.
.
.
static int Close(void *this)
{
	AudioSoftDecoder *ad = (AudioSoftDecoder*)this;
	if(!ad || !ad->privateData)
	{
		syslog(LOG_ERR , "%s(%d):Bad Parameter  !!!\n"  , __FUNCTION__ , __LINE__ );
		return CT_ERROR_BAD_PARAMETER;
	}
	AacFaadPrivate *private = (AacFaadPrivate *)ad->privateData;
	
	private->exit = TRUE;

	if(private->decoderPid > 0)
	{
		pthread_join(private->decoderPid , NULL);	
	}

	if(private->hDecoder)
	{
		NeAACDecClose(private->hDecoder);
	}

	free(private);

	ad->privateData = NULL;
	return CT_ERROR_NO_ERROR;
}

int AAC_Init()
{
	return RegisterAudioSoftDec(AudioDecType_AAC ,&aacModule);
}

MPEG代碼片段：

.
.
.
int Close(void *this)
{
	AudioSoftDecoder *ad = (AudioSoftDecoder*)this;
	if(!ad || !ad->privateData)
	{
		syslog(LOG_ERR , "%s(%d):Bad Parameter  !!!\n"  , __FUNCTION__ , __LINE__ );
		return CT_ERROR_BAD_PARAMETER;
	}
	mpegMadPrivate *private = (mpegMadPrivate *)ad->privateData;
	
	private->exit = TRUE;

	if(private->decoderPid > 0)
	{
		pthread_join(private->decoderPid , NULL);	
	}

	mad_decoder_finish(&private->decoder);

	if(private->data.buffer)
	{
		free(private->data.buffer);
	}

	free(private);
	ad->privateData = NULL;
	return CT_ERROR_NO_ERROR;
}

int Control(void *this , U32 cmd ,void* param)
{
	return CT_ERROR_NO_ERROR;
}

int MPEG_Init()
{
	return RegisterAudioSoftDec(AudioDecType_MPEG ,&mpegModule);
}