تهيئة الـ Stack

جزء من قسم البرمجة كائنية التوجه في رحلة C على Coddy. الدرس 14 من 61.

ليست كل الكائنات بحاجة إلى أن تعيش في الكومة. عندما يكون struct صغيرًا وعمره قصيرًا، فإن تخصيصه على المكدس يكون أبسط وأسرع: لا malloc، ولا free، ولا خطر حدوث تسرّبات في الذاكرة.

بدلًا من إرجاع مؤشر، يمكن لدالة factory إرجاع البنية بالقيمة. يتم نسخ البنية بأكملها إلى المستدعي:

typedef struct {
    int x;
    int y;
} Point;

Point create_point(int x, int y) {
    Point p;
    p.x = x;
    p.y = y;
    return p;
}

يتلقى المستدعي نسخة مهيأة بالكامل:

Point origin = create_point(0, 0);
Point cursor = create_point(100, 50);
printf("Cursor: (%d, %d)\n", cursor.x, cursor.y);

لا توجد مؤشرات، ولا حاجة إلى التنظيف. عندما يخرجان origin وcursor عن النطاق، يتم تدميرهما تلقائيًا.

يعمل هذا الأسلوب بشكل أفضل مع البنى الصغيرة التي لا تحتوي على أعضاء مخصّصة ديناميكيًا. أما بالنسبة إلى الكائنات الأكبر أو تلك التي تحتوي على مؤشرات إلى ذاكرة الكومة، فيظل نمط المُنشئ باستخدام malloc هو الخيار الأفضل.

التحدي

سهل

لنَبْنِ وحدة Temperature تُنشئ قراءات Temperature على المكدس باستخدام factory function. بخلاف المُنشئات المعتمدة على الكومة من الدروس السابقة، يعيد هذا الأسلوب الـ struct بالقيمة: لا يوجد malloc ولا free، بل تخصيص بسيط وفعّال على المكدس.

ستُنشئ ثلاثة ملفات:

temperature.h: Declare struct من نوع Temperature يضم عضوين: double celsius وchar scale (لتخزين 'C' من أجل Celsius). كما Declare دالتين:
- create_temperature: تأخذ قيمة من النوع double وتُعيد struct من نوع Temperature بالقيمة (وليس pointer!)
- temperature_to_fahrenheit: تأخذ const Temperature * وتُعيد درجة الحرارة المكافئة بوحدة Fahrenheit كقيمة من النوع double
استخدم include guards بالرمز TEMPERATURE_H.
temperature.c: Implement كلتا الدالتين. يجب أن تُنشئ factory function متغير Temperature من النوع local، وتُهيّئ حقوله (اضبط scale على 'C')، ثم تُعيده. صيغة التحويل هي: fahrenheit = celsius * 9.0 / 5.0 + 32.0
main.c: استخدم factory function لإنشاء قراءة لدرجة الحرارة وعرض قيمتي Celsius وFahrenheit.

ستتلقى input واحدًا: درجة الحرارة بوحدة Celsius (كقيمة من النوع double).

في ملف main، استخدم create_temperature لإنشاء struct من نوع Temperature بالقيمة المُعطاة. ثم اطبع قيمة Celsius الأصلية وما يعادلها بوحدة Fahrenheit.

اطبع الناتج بهذا التنسيق:

Celsius: {celsius}
Fahrenheit: {fahrenheit}

استخدم %.2f لكلتا القيمتين لعرض منزلتين عشريتين.

على سبيل المثال، عند إدخال 25.0، سيكون الناتج:

Celsius: 25.00
Fahrenheit: 77.00

لاحظ مدى نظافة هذا الأسلوب. تحصل على struct مهيّأ بالكامل من دون أي مخاوف متعلقة بإدارة الذاكرة. عندما يخرج متغير Temperature من النطاق، تُنظَّف الذاكرة تلقائيًا.

جرّب بنفسك

#include <stdio.h>
#include "temperature.h"

int main() {
    double celsius_input;
    scanf("%lf", &celsius_input);
    
    // TODO: استخدم create_temperature لإنشاء هيكل Temperature
    
    // TODO: اطبع قيمة السيلسيوس باستخدام تنسيق %.2f
    
    // TODO: استخدم temperature_to_fahrenheit للتحويل وطباعة قيمة الفهرنهايت
    
    return 0;
}