C 语言中实现泛型 - c语言编程

一般在写 C 程序时用 typedef 将容器中元素的类型抽象，无法在同一个程序中用到两种类型，而本文试图在一个程序中用到两种不同类型的容器，比如实现类似于 C++ 中的 vector 和 vector 。核心技术是将元素类型定义为 void *，管它什么类型，都用 void * 类型的指针指向真正的数据，与此同时，类型的大小是个重要信息，比如一般地，char 为1个字节，double 为 4 个字节。

本文以模仿 STL 中的 vector 类写了一个 C 语言的 vector 结构体，为了体现封装性，将 Vector 类型定义为 vector *，程序如下：

1、Vector 的接口

/********************************************************************
	created:	2014/02/07 22:24
	filename:	vector.h
	author:		Justme0 (http://blog.csdn.net/justme0)

	purpose:	Vector 的接口
*********************************************************************/
#ifndef vector_h__
#define vector_h__

typedef struct vector * Vector;
typedef void ** vec_iterator;

Vector vec_construct(int data_size);
void vec_destruct(Vector V);
int vec_size(Vector V);
vec_iterator vec_begin(Vector V);
vec_iterator vec_end(Vector V);
void vec_insert_n(Vector V, vec_iterator position, int n, void *pelem);
void vec_push_back(Vector V, void *pelem);

#endif // vector_h__

2、Vector 的实现

/********************************************************************
	created:	2014/02/07 22:25
	filename:	vector.c
	author:		Justme0 (http://blog.csdn.net/justme0)

	purpose:	Vector 的实现
*********************************************************************/
#include "vector.h"
#include 
  
   
#include 
   
     #include 
    
      #include 
     
       #include 
      
        #include 
       
         typedef struct vector vector; typedef void * vec_value_type; struct vector { vec_iterator start; vec_iterator finish; vec_iterator end_of_storage; int elem_size; }; /* ** data_size:容器中数据的类型的大小 */ Vector vec_construct(int data_size) { Vector V = (vector *)malloc(sizeof(vector)); if (NULL == V) { exit(OVERFLOW); } V->start = NULL; V->finish = NULL; V->end_of_storage = NULL; V->elem_size = data_size; return V; } void vec_destruct(Vector V) { vec_iterator ite; for (ite = V->start; ite != V->finish; ++ite) { free(*ite); } free(V->start); free(V); } vec_iterator vec_begin(Vector V) { return V->start; } vec_iterator vec_end(Vector V) { return V->finish; } int vec_size(Vector V) { return vec_end(V) - vec_begin(V); } void vec_insert_n(Vector V, vec_iterator position, int n, void *pelem) { int old_size = 0; int new_size = 0; int insert_index = 0; vec_iterator ite = NULL; // 移动元素时的目的指针 vec_iterator old_finish = NULL; if (0 == n) { return ; } insert_index = position - V->start; old_size = vec_size(V); new_size = old_size + n; // 先检查剩余空间是否足够，不够则扩容 if (V->end_of_storage - V->finish < n) { const int new_capacity = old_size + __max(old_size, n); vec_value_type *new_base = (vec_value_type *)realloc(V->start, new_capacity * sizeof(vec_value_type)); if (NULL == new_base) { exit(OVERFLOW); } V->start = new_base; V->end_of_storage = V->start + new_capacity; } V->finish = V->start + new_size; old_finish = V->start + old_size; // old_finish 所指空间可能不是原来的 position = V->start + insert_index; // 移动元素 // 源区间：[position, old_finish) // 目的区间：[position + n, old_finish + n) for (ite = old_finish + n - 1; ite >= position + n; --ite) { assert(V->start <= ite && ite < V->finish); assert(V->start <= ite - n && ite - n < V->finish); *ite = *(ite - n); } // 插入n个新元素至[position, position + n) for (; ite >= position; --ite) { *ite = malloc(V->elem_size); if (NULL == *ite) { exit(OVERFLOW); } memcpy(*ite, pelem, V->elem_size); } } void vec_push_back(Vector V, void *pelem) { vec_insert_n(V, vec_end(V), 1, pelem); }

3、测试程序

/********************************************************************
	created:	2014/01/27 11:46
	filename:	main.cpp
	author:		Justme0 (http://blog.csdn.net/justme0)

	purpos

C 语言中实现泛型(一)