Какие методы / стратегии люди используют для создания объектов на C (не C ++)?

Я обычно делаю что-то вроде этого:

struct foo_ops {
    void (*blah)(struct foo *, ...);
    void (*plugh)(struct foo *, ...);
};
struct foo {
    struct foo_ops *ops;
    /* data fields for foo go here */
};

С этими определениями структуры код, реализующий foo, выглядит примерно так:

static void plugh(struct foo *, ...) { ... }
static void blah(struct foo *, ...) { ... }

static struct foo_ops foo_ops = { blah, plugh };

struct foo *new_foo(...) {
   struct foo *foop = malloc(sizeof(*foop));
   foop->ops = &foo_ops;
   /* fill in rest of *foop */
   return foop;
} 

Затем в коде, который использует foo:

struct foo *foop = new_foo(...);
foop->ops->blah(foop, ...);
foop->ops->plugh(foop, ...);

Этот код можно привести в порядок с помощью макросов или встроенных функций, чтобы он выглядел более похожим на C.

foo_blah(foop, ...);
foo_plugh(foop, ...);

хотя, если вы будете использовать достаточно короткое имя для поля «ops», простое написание кода, показанного изначально, не будет особенно многословным.

Этот метод полностью подходит для реализации относительно простых объектно-ориентированных проектов на C, но он не обрабатывает более сложные требования, такие как явное представление классов и наследование методов. Для них вам может понадобиться что-то вроде GObject (как упоминал EFraim), но я бы посоветовал убедиться, что вам действительно нужны дополнительные функции более сложных фреймворков.

Вы используете термин «объекты» немного расплывчато, поэтому я предполагаю, что вы спрашиваете, как использовать C для достижения определенных аспектов объектно-ориентированного программирования (не стесняйтесь поправлять меня в этом предположении).

Полиморфизм метода:

Полиморфизм метода обычно эмулируется в C с помощью указателей на функции. Например, если бы у меня была структура, которую я использовал для представления image_scaler (что-то, что принимает изображение и изменяет его размер до новых размеров), я мог бы сделать что-то вроде этого:

struct image_scaler {
    //member variables
    int (*scale)(int, int, int*);
}

Затем я мог бы сделать несколько таких программ масштабирования изображений:

struct image_scaler nn, bilinear;
nn->scale = &nearest_neighbor_scale;
bilinear->scale = &bilinear_scale;

Это позволяет мне добиться полиморфного поведения для любой функции, которая принимает image_scaler и использует его метод масштабирования, просто передавая ему другой image_scaler.

Наследование

Наследование обычно достигается как таковое:

struct base{
   int x;
   int y;
} 

struct derived{
   struct base;
   int z;
}

Теперь я могу свободно использовать производные дополнительные поля вместе с получением всех «унаследованных» полей базы. Кроме того, если у вас есть функция, которая принимает только структуру base. вы можете просто преобразовать указатель struct dervied в указатель struct base без каких-либо последствий

Библиотеки, такие как GObject.

По сути, GObject предоставляет общий способ описания непрозрачных значений (целых чисел, строк) и объектов (путем ручного описания интерфейса - как структуры указателей на функции, в основном соответствующих VTable в C ++) - более подробную информацию о структуре можно найти в его < href = "http://library.gnome.org/devel/gobject/stable/gtype-instantiable-classed.html" rel = "nofollow noreferrer"> справочник

Вы также часто вручную реализуете vtables, как в "COM на простом C"

Как видно из всех ответов, доступны библиотеки, указатели на функции, средства наследования, инкапсуляции и т. Д. (C ++ изначально был интерфейсом для C).

Однако я обнаружил, что ОЧЕНЬ важным аспектом программного обеспечения является удобочитаемость. Вы пробовали читать код 10-летней давности? В результате я предпочитаю использовать самый простой подход, когда делаю такие вещи, как объекты на C.

Спросите следующее:

1. Это для клиента с крайним сроком (если да, рассмотрите ООП)?
2. Могу ли я использовать ООП (часто меньше кода, быстрее в разработке, более читабельно)?
3. Могу ли я использовать библиотеку (существующий код, существующие шаблоны)?
4. Я ограничен памятью или процессором (например, Arduino)?
5. Есть ли еще одна техническая причина использовать C?
6. Могу ли я сделать мой C очень простым и читабельным?
7. Какие функции ООП мне действительно нужны для моего проекта?

Обычно я возвращаюсь к чему-то вроде API GLIB, который позволяет мне инкапсулировать мой код и обеспечивает очень читаемый интерфейс. Если нужно больше, я добавляю указатели на функции для полиморфизма.

class_A.h:
  typedef struct _class_A {...} Class_A;
  Class_A* Class_A_new();
  void Class_A_empty();
  ...

#include "class_A.h"
Class_A* my_instance;
my_instance = Class_A_new();
my_instance->Class_A_empty();  // can override using function pointers

Посмотрите на реализацию IJG. Они не только используют setjmp / longjmp для обработки исключений, у них есть vtables и все такое. Это хорошо написанная и достаточно маленькая библиотека, чтобы вы могли получить очень хороший пример.

Подобно подходу Дейла, но в большей степени PostgreSQL представляет внутренние узлы дерева синтаксического анализа, типы выражений и тому подобное. По умолчанию используются структуры Node и Expr, аналогичные строкам

typedef struct {
    NodeTag n;
} Node;

где NodeTag - это typedef для unsigned int, и есть файл заголовка с набором констант, описывающих все возможные типы узлов. Сами узлы выглядят так:

typedef struct {
    NodeTag n = FOO_NODE;
    /* other members go here */
} FooNode;

и FooNode может быть безнаказанно преобразован в Node из-за причуды структур C: если две структуры имеют идентичные первые члены, они могут быть преобразованы друг в друга.

Да, это означает, что FooNode можно преобразовать в BarNode, чего вы, вероятно, не хотите делать. Если вам нужна правильная проверка типов во время выполнения, GObject - это то, что вам нужно, хотя будьте готовы ненавидеть жизнь, пока вы ее осваиваете.

(примечание: примеры из памяти, я давно не разбирался во внутренностях Postgres. FAQ для разработчиков есть дополнительная информация.)