C中的结构继承

Question 1

我可以在C中继承结构吗？如果是，怎么办？

Question 2

您可以得到的最接近的是相当普遍的习惯用法：

typedef struct
{
    // base members

} Base;

typedef struct
{
    Base base;

    // derived members

} Derived;

作为Derived与副本开始Base，你可以这样做：

Base *b = (Base *)d;

d的实例在哪里Derived？因此它们是多态的。但是拥有虚拟方法是另一个挑战-为此，您需要具有vtable指针的等效项Base，其中包含指向接受Base作为其第一个参数的函数的函数指针（您可以命名为this）的。

到那时，您还可以使用C ++！

Question 3

与C ++不同，C没有明确的继承概念。但是，您可以在另一个结构中重用一个结构：

typedef struct {
    char name[NAMESIZE];
    char sex;
} Person;

typedef struct {
    Person person;
    char job[JOBSIZE];
} Employee;

typedef struct {
    Person person;
    char booktitle[TITLESIZE];
} LiteraryCharacter;

Question 4

我喜欢并使用C中的Typesafe继承的想法。

例如：

struct Animal
{
    int weight;
};

struct Felidae
{
    union {
      struct Animal animal;
    } base;
    int furLength;
};

struct Leopard
{
    union {
      struct Animal animal;
      struct Felidae felidae;
    } base;

    int dotCounter;
};

用法：

struct Leopard leopard;
leopard.base.animal.weight = 44;
leopard.base.felidae.furLength = 2;
leopard.dotCounter = 99;

Question 5

如果您想使用某些gcc魔术（我认为可以与Microsoft的C编译器一起使用），则可以执行以下操作：


struct A
{
   int member1;
};

struct B
{
   struct A;
   int member2;
}

使用gcc，可以使用-fms-extensions进行编译（允许像Microsoft的编译器一样使用未命名的结构成员）。这类似于Daniel Earwicker给出的解决方案，除了它允许您访问结构B实例上的memeber1。即B.member1而不是BAmember1。

这可能不是最可移植的方法，并且在使用C ++编译器时将不起作用（不同的语言语义意味着它正在重新声明/定义结构A而不是实例化它）。

但是，如果您住在gcc / C土地中，那么它将正常工作并完全按照您的意愿进行。

Question 6

如果您的编译器支持匿名结构，则可以执行以下操作：

typedef struct Base
{
    // base members
} Base_t;

typedef struct
{
   struct Base;  //anonymous struct

   // derived members

} Derived_t;

这样，可以直接访问基本结构成员，这样更好。

Question 7

你可以做上面提到的

typedef struct
{
    // base members

} Base;

typedef struct
{
    Base base;

    // derived members

} Derived;

但是，如果你想避免指针铸造，你可以使用指针到union的Base和Derived。

Question 8

这可以与-fms-extensions一起编译

图表图像

main.c

#include "AbstractProduct.h"
#include "Book.h"
#include "Product.h"
#include "TravelGuide.h"

/***********************/

int main() {

    Product p = Product_new();  
    p.set_id(&p, 2);
    p.set_name(&p, "name2");
    p.set_description(&p, "description2");
    p.set_price(&p, 2000);  
    p.display(&p);

    TravelGuide tg = TravelGuide_new(); 
    tg.set_id(&tg, 1);
    tg.set_name(&tg, "name1");
    tg.set_description(&tg, "description1");        
    tg.set_price(&tg, 1000);
    tg.set_isbn(&tg, "isbn1");
    tg.set_author(&tg, "author1");
    tg.set_title(&tg, "title1");
    tg.set_country(&tg, "country1");
    tg.display(&tg);

}

抽象产品

#include "AbstractProduct.h"

/*-------------------------------*/

static void set_id(AbstractProduct *this, int id) {
    this->id = id;
}

/*-------------------------------*/

static void set_name(AbstractProduct *this, char *name) {
    strcpy(this->name, name);
}

/*-------------------------------*/

static void set_description(AbstractProduct *this, char *description) {
    strcpy(this->description, description);
}

/*-------------------------------*/

static int get_id(AbstractProduct *this) {
    return this->id;    
}

/*-------------------------------*/

static char *get_name(AbstractProduct *this) {
    return this->name;  
}

/*-------------------------------*/

static char *get_description(AbstractProduct *this) {
    return this->description;   
}

/*-------------------------------*/

static void display(AbstractProduct *this) {

    printf("-AbstractProduct- \n"); 
    printf("id: %d\n", this->get_id(this)); 
    printf("name: %s\n", this->get_name(this)); 
    printf("description: %s\n", this->get_description(this));   
    printf("\n");
}

/*-------------------------------*/

void AbstractProduct_init(AbstractProduct *obj) {

    obj->set_id = set_id;
    obj->set_name = set_name;
    obj->set_description = set_description; 
    obj->get_id = get_id;
    obj->get_name = get_name;
    obj->get_description = get_description;
    obj->display = display;

}

/*-------------------------------*/

AbstractProduct AbstractProduct_new() {

    AbstractProduct aux;
    AbstractProduct_init(&aux);
    return aux;
}

抽象产品

#ifndef AbstractProduct_H
#define AbstractProduct_H

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

/***********************/

typedef struct AbstractProduct{

    int id;
    char name[1000];
    char description[1000];

    void (*set_id)();
    void (*set_name)();
    void (*set_description)();  
    int (*get_id)();    
    char *(*get_name)();    
    char *(*get_description)(); 
    void (*display)();  

} AbstractProduct;

AbstractProduct AbstractProduct_new();
void AbstractProduct_init(AbstractProduct *obj);

#endif

书本

#include "Book.h"

/*-------------------------------*/

static void set_isbn(Book *this, char *isbn) {
    strcpy(this->isbn, isbn);
}

/*-------------------------------*/

static void set_author(Book *this, char *author) {
    strcpy(this->author, author);
}

/*-------------------------------*/

static void set_title(Book *this, char *title) {
    strcpy(this->title, title);
}

/*-------------------------------*/

static char *get_isbn(Book *this) {
    return this->isbn;  
}

/*-------------------------------*/

static char *get_author(Book *this) {
    return this->author;    
}

/*-------------------------------*/

static char *get_title(Book *this) {
    return this->title; 
}

/*-------------------------------*/

static void display(Book *this) {

    Product p = Product_new();
    p.display(this);    

    printf("-Book- \n");
    printf("isbn: %s\n", this->get_isbn(this)); 
    printf("author: %s\n", this->get_author(this)); 
    printf("title: %s\n", this->get_title(this));   
    printf("\n");
}

/*-------------------------------*/

void Book_init(Book *obj) {

    Product_init((Product*)obj);

    obj->set_isbn = set_isbn;
    obj->set_author = set_author;
    obj->set_title = set_title; 
    obj->get_isbn = get_isbn;
    obj->get_author = get_author;
    obj->get_title = get_title; 
    obj->display = display;
}
/*-------------------------------*/

Book Book_new() {

    Book aux;   
    Book_init(&aux);
    return aux;
}

书本

#ifndef Book_H
#define Book_H

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

#include "Product.h"

/***********************/

typedef struct Book{

    Product;
    char isbn[1000];
    char author[1000];
    char title[1000];

    void (*set_isbn)();
    void (*set_author)();
    void (*set_title)();    

    char *(*get_isbn)();
    char *(*get_author)();
    char *(*get_title)();   
    // void (*display)();   


} Book;

Book Book_new();
void Book_init(Book *obj);

#endif

产品.c

#include "Product.h"

/*-------------------------------*/

static void set_price(Product *this, double price) {
    this->price = price;
}

/*-------------------------------*/

static double get_price(Product *this) {
    return this->price; 
}

/*-------------------------------*/

static void display(Product *this) {

    AbstractProduct p = AbstractProduct_new();
    p.display(this);    

    printf("-Product- \n"); 
    printf("price: %f\n", this->get_price(this));   
    printf("\n");
}

/*-------------------------------*/

void Product_init(Product *obj) {

    AbstractProduct_init((AbstractProduct*)obj);

    obj->set_price = set_price;
    obj->get_price = get_price; 
    obj->display = display;

}

/*-------------------------------*/

Product Product_new() {

    Product aux;    
    Product_init(&aux);
    return aux;
}

产品h

#ifndef Product_H
#define Product_H

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "AbstractProduct.h"

/***********************/

typedef struct Product{

    AbstractProduct;
    double price;

    void (*set_price)();
    double (*get_price)();  
    // void (*display)();   

} Product;

Product Product_new();
void Product_init(Product *obj);

#endif

TravelGuide.c

#include "TravelGuide.h"

/*-------------------------------*/

static void set_country(TravelGuide *this, char *country) {
    strcpy(this->country, country);
}

/*-------------------------------*/

static char *get_country(TravelGuide *this) {
    return this->country;   
}

/*-------------------------------*/

static void display(TravelGuide *this) {

    Book b = Book_new();
    b.display(this);

    printf("-TravelGuide- \n"); 
    printf("country: %s\n", this->get_country(this));   
    printf("\n");
}

/*-------------------------------*/

void TravelGuide_init(TravelGuide *obj) {

    Book_init((Book*)obj);
    obj->set_country = set_country;
    obj->get_country = get_country;
    obj->f = obj->display;
    obj->display = display;

}

/*-------------------------------*/

TravelGuide TravelGuide_new() {

    TravelGuide aux;
    TravelGuide_init(&aux);
    return aux;
}

TravelGuide.h

#ifndef TravelGuide_H
#define TravelGuide_H

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

#include "Book.h"

/***********************/

typedef struct TravelGuide{

    Book;
    char country[1000];
    void (*f)();

    void (*set_country)();
    char *(*get_country)();
    // void *(*display)();

} TravelGuide;

TravelGuide TravelGuide_new();
void TravelGuide_init(TravelGuide *obj);

#endif

生成文件

.PHONY: clean
define ANNOUNCE_BODY

    ***********************************************
    ************          start make **************
    ***********************************************
endef

all:
    $(info $(ANNOUNCE_BODY))    

    clear;
    if [ -f binary/main ]; then rm binary/main; fi;

# compiler 

    gcc $(INC) -c -fms-extensions main.c -o binary/main.o
    gcc $(INC) -c -fms-extensions AbstractProduct.c -o binary/AbstractProduct.o
    gcc $(INC) -c -fms-extensions Product.c -o binary/Product.o
    gcc $(INC) -c -fms-extensions Book.c -o binary/Book.o
    gcc $(INC) -c -fms-extensions TravelGuide.c -o binary/TravelGuide.o

# linker    

    gcc binary/main.o \
        binary/AbstractProduct.o \
        binary/Product.o \
        binary/Book.o \
        binary/TravelGuide.o \
        -o \
        binary/main

Question 9

匿名答案的答案略有不同（和其他答案相似）。对于一级深度继承，可以执行以下操作：

#define BASEFIELDS              \
    char name[NAMESIZE];        \
    char sex

typedef struct {
    BASEFIELDS;
} Person;

typedef struct {
    BASEFIELDS;
    char job[JOBSIZE];
} Employee;

typedef struct {
    BASEFIELDS;
    Employee *subordinate;
} Manager;

这样，与其他答案相同，接受Person指针的函数将接受Employee或Manager的指针（带有强制转换），但在其他情况下，初始化也是自然的：

Employee e = {
    .name = "...";
    ...
};

与

# as in anon's answer
Employee e = {
    .person.name = "...";
    ...
};

我相信这是一些受欢迎的项目的做法（例如libuv）

更新：在使用结构和联合的libsdl事件实现中，也有一些类似（但不相同）概念的好例子。

Question 10

C不是一种面向对象的语言，因此没有继承。

Question 11

您可以模拟它，但不能真正继承。

Question 12

不，你不能。imo C中OOP的最佳方法是使用ADT。

Question 13

你不能。C不支持继承的概念。