C中vtable的单独结构

如何解决C中vtable的单独结构

在C语言中进行OOP的自然方法是执行以下操作：

#include <stddef.h>
/* stream operations */
struct _src {
  /** open stream. Return true on success */
  bool (*open)(struct _src *src,const char *fspec);
  /** close stream. Return true on success */
  bool (*close)(struct _src *src);
  /** Returns the actual size of buffer read (<=len),or 0 upon error */
  size_t (*read)(struct _src *src,void *buf,size_t len);
  /* hold the actual FILE* in the case of file stream */
  void *data;
};

有时候，我看到这些操作位于单独的结构中，并且设计如下：

#include <stddef.h>
struct _src {
  /* vtable */
  const struct _src_ops *ops;
  /* hold the actual FILE* in the case of file stream */
  void *data;
};

/* stream operations */
struct _src_ops {
  /** open stream. Return true on success */
  bool (*open)(struct _src *src,size_t len);
};

一种方法或另一种方法的重点是什么？

解决方法

似乎有两个好处：

• const限定符阻止用户有意或无意地重定向功能指针。这将使函数指针本身成为只读的。
• 具有指针允许函数成为单独的“单例”实例，因为对于每个struct对象而言，这些函数都是相同的，并且只需要分配一次即可。

但是，使用函数指针进行OOP相当粗略，并且在绝对确定需要多态的情况下才有意义。没有this指针，因此您会遇到诸如foo.func(&foo,...)之类的笨拙语法。值得注意的是，编写“对象点成员”的可能性是一种语言语法，与OO设计本身无关。

总的来说，花很多精力去实现有点稀少且专门的OO概念的继承/多态性，而同时忽略了更重要的OO私有封装的概念。

以我的经验，最好只使用普通函数，但要实现 opaque type 并将实例作为参数传递给struct。在实际需要时处理继承。

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您可能要考虑基于原型的继承与基于类的继承的vtable的两种“样式”

第一种方法类似于基于JavaScript原型的继承。通过修改实例vtable，可以更轻松地更改单个实例的行为。改变某个“类”的所有对象的行为并非易事。

第二种方法类似于传统的C ++（和Java）继承。通过修改共享vtable，可以更轻松地更改某个类的所有对象的行为，但是，更改单个实例的行为则稍微复杂一些：在这种情况下，需要创建一个新的vtable。创建（从原始vtable复制），修改并分配给特定实例。

根据您的应用程序，您可以选择正确的实现。

假设不需要将行为分配给特定实例，并且不需要动态修改类行为（在初始创建之后），请考虑以下因素来做出决定：

• 共享vtable的每次调用费用会稍高（由于需要访问vtable vs指针）
• 共享的vtable将导致内存利用率降低（不需要按实例的vtable）
• 共享的vtable将加快对象的创建速度（无需为每个实例初始化vtable）。

更多信息，请访问：prototype based vs. class based inheritance