C 語言實作獨立的類別

在前述的範例當中，我們直接將資料與函數封裝在結構當中，以形成物件，這種實作方式並沒有為類別定義獨立的結構，於是每個物件當中都會有一份所有成員函數的指標，當物件的數量很多時，這可能會浪費不少記憶體。

前述的這種實作方式，比較像是一種變形後的物件導向實作法，這種方法稱為原型 (Prototype) 導向的實作法，像是 JavaScript 就採用了類似的實作方式。如果我們要實作出像 Java 或 C# 一樣的物件導向作法，應該將類別的結構獨立出來，這樣會比較能夠規模化，而且通常可以節省記憶體。

在以下的程式中，我們將再度用 C 語言實作出這種方式，將物件與類別獨立成兩個不同結構。如此，不管我們建立幾份物件，類別物件永遠都只會有一個，請看下列程式碼。

程式實作：將類別獨立出來

檔案：polyClass.c

#include <stdio.h>

#define ShapeClassMembers(OBJ) float (*area)(struct OBJ*)
#define ShapeMembers(OBJ) 

struct _Shape;

typedef struct _ShapeClass { // Shape 物件，沒有欄位
  ShapeClassMembers(_Shape);
} ShapeClass;

typedef struct _Shape {
  ShapeClass *class;
  ShapeMembers(_Shape);
} Shape;

float ShapeArea(Shape *obj) { return 0; }

ShapeClass shapeClass = { .area = ShapeArea };

struct _Circle;

typedef struct _CircleClass {
  ShapeClassMembers(_Circle);
  float r;
} CircleClass;

typedef struct _Circle {
  CircleClass *class;
  ShapeMembers(_Circle);
  float r;
} Circle;

float CircleArea(Circle *obj) { return 3.14 * obj->r * obj->r; }

CircleClass circleClass = { .area = CircleArea };

int main() {
  Shape s = { .class = &shapeClass };
  Circle c = { .class = &circleClass };
  c.r = 3.0;
  Shape *list[] = { &s, (Shape*) &c };
  int i;
  for (i=0; i<2; i++) {
    Shape *o = list[i];
    printf("s.area()=%G\n", o->class->area(o));
  }
}

執行結果

D:\cp>gcc polyClass.c -o polyClass

D:\cp>polyClass
s.area()=0
s.area()=28.26