Padrão de Construtor

Parte da seção Object Oriented Programming do Journey de C da Coddy — lição 12 de 61.

Em linguagens como Java ou C++, você cria objetos usando construtores — funções especiais que alocam memória e inicializam campos automaticamente. C não possui tal recurso, mas podemos simulá-lo com um padrão simples: uma função create_.

Uma função construtora em C normalmente faz três coisas: aloca memória com malloc, inicializa todos os campos com valores adequados e retorna um ponteiro para o novo objeto:

typedef struct {
    char *name;
    int age;
} Person;

Person *create_person(const char *name, int age) {
    Person *p = malloc(sizeof(Person));
    p->name = malloc(strlen(name) + 1);
    strcpy(p->name, name);
    p->age = age;
    return p;
}

A função retorna um ponteiro porque o objeto reside na heap, não na stack. Isso significa que ele persiste após o retorno da função e pode ser passado livremente. O chamador o utiliza desta forma:

Person *alice = create_person("Alice", 30);
printf("%s is %d years old\n", alice->name, alice->age);

Observe como o construtor lida com todos os detalhes complicados — alocando a struct, alocando espaço para a string e copiando os dados. O chamador apenas fornece os valores iniciais e recebe um objeto pronto para uso. Isso encapsula a lógica de criação em um só lugar, tornando seu código mais limpo e menos propenso a erros.

Desafio

Fácil

Vamos construir um módulo Book que utiliza o padrão constructor para criar objetos de livro no heap. Você praticará a escrita de uma função create_ que lida com toda a alocação de memória e inicialização, retornando um ponteiro pronto para uso.

Você criará três arquivos:

book.h: Declare uma struct Book com dois membros: char *title (um ponteiro para uma string alocada dinamicamente) e int pages. Também declare uma função construtora create_book que recebe uma string de título e a contagem de páginas, e então retorna um ponteiro para um novo Book criado. Use include guards com o símbolo BOOK_H.
book.c: Implemente a função create_book. Seu construtor deve alocar memória para a própria struct Book, depois alocar memória separada para a string do título (lembre-se de considerar o terminador nulo), copiar o título para a nova memória, definir o campo de páginas e retornar o ponteiro para o novo Book.
main.c: Use seu construtor para criar um livro e exibir suas informações.

Você receberá duas entradas: o título do livro (uma string) e o número de páginas (um número inteiro).

No seu arquivo principal, use create_book para criar um novo livro com os valores fornecidos e, em seguida, imprima suas informações neste formato:

Title: {title}
Pages: {pages}

Por exemplo, com as entradas The C Programming Language e 272, a saída seria:

Title: The C Programming Language
Pages: 272

Lembre-se de que seu construtor encapsula toda a lógica de criação — o chamador simplesmente fornece os valores iniciais e recebe um objeto totalmente inicializado pronto para uso.

Folha de consulta

Uma função construtora em C simula a criação de objetos alocando memória e inicializando campos. Ela geralmente segue o padrão de nomenclatura create_.

Uma função construtora faz três coisas:

Aloca memória com malloc
Inicializa todos os campos com os valores adequados
Retorna um ponteiro para o novo objeto

Exemplo de padrão de construtor:

typedef struct {
    char *name;
    int age;
} Person;

Person *create_person(const char *name, int age) {
    Person *p = malloc(sizeof(Person));
    p->name = malloc(strlen(name) + 1);
    strcpy(p->name, name);
    p->age = age;
    return p;
}

Usando o construtor:

Person *alice = create_person("Alice", 30);
printf("%s is %d years old\n", alice->name, alice->age);

A função retorna um ponteiro porque o objeto reside na heap e persiste após o retorno da função. Isso encapsula a lógica de criação em um só lugar, tornando o código mais limpo e menos propenso a erros.

Experimente você mesmo

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "book.h"

int main() {
    char title[256];
    int pages;
    
    // Ler entrada
    fgets(title, sizeof(title), stdin);
    // Remover a quebra de linha se estiver presente
    for (int i = 0; title[i]; i++) {
        if (title[i] == '\n') {
            title[i] = '\0';
            break;
        }
    }
    scanf("%d", &pages);
    
    // TODO: Use create_book para criar um novo livro com os valores fornecidos
    
    // TODO: Imprimir as informações do livro no formato exigido:
    // Title: {title}
    // Pages: {pages}
    
    // TODO: Não se esqueça de liberar a memória alocada quando terminar
    
    return 0;
}