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C語言實現面向對象編程：利用函數指針模擬封裝與多態

編輯：關於C

前言：C語言與面向對象的距離

C語言本身不支持類、繼承、多態等面向對象特性，但這並不意味著我們無法在C中應用面向對象設計思想。Linux內核、GTK+等經典項目均大量使用結構體配合函數指針，實現了封裝、繼承甚至多態。本文將從基礎語法限制切入，逐步展示如何用純C構建「對象化」架構。

結構體不能包含函數代碼，只能存放函數指針

嘗試在struct中直接定義函數會導致編譯錯誤：

#include <stdio.h>

struct test {
    void fun() { printf("hello,world\n"); } // 錯誤：C結構體不允許成員函數
};

int main() {
    struct test _t;
    _t.fun();
    return 0;
}

正確做法是聲明函數指針成員，並在運行時綁定具體函數：

#include <stdio.h>

void fun() { printf("hello,world\n"); }

struct test {
    void (*Fun)(); // 函數指針成員
};

int main() {
    struct test _t;
    _t.Fun = fun;      // 綁定函數
    (*_t.Fun)();       // 調用
    return 0;
}

進階：模擬「this指針」與多態

為了讓成員函數能訪問對象自身數據，需將結構體指針作為第一個參數傳入（模擬C++的this）：

#include <stdio.h>

struct MyClass {
    char* name;
    int age;
    void (*funnull)();
    void (*func)(struct MyClass* mc); // 參數為自身指針
};

void realfunnull() { printf("hello world!\n"); }

void realfunc(struct MyClass* mc) {
    printf("MyClass's name is:%s\n", mc->name);
    printf("MyClass's age is:%d\n", mc->age);
}

int main() {
    struct MyClass mc = {"Simon", 25, realfunnull, realfunc};
    mc.funnull();
    mc.func(&mc); // 傳遞自身地址
    return 0;
}