Ponteiros de Função em Structs

Parte da seção Object Oriented Programming do Journey de C da Coddy — lição 38 de 61.

Até agora, usamos ponteiros de função como variáveis independentes ou os passamos como argumentos. O próximo passo em direção ao polimorfismo é incorporar um ponteiro de função diretamente dentro de uma struct — dando à struct seu próprio comportamento.

Quando uma struct contém um ponteiro de função, cada instância pode conter uma função diferente. Isso significa que dois objetos do mesmo tipo podem se comportar de forma diferente quando você chama seu ponteiro de função:

typedef void (*PrintFunc)(const char*);

typedef struct {
    const char* name;
    PrintFunc print;  // Ponteiro de função como um membro
} Printer;

A struct Printer agora possui dois membros: dados (name) e comportamento (print). Para utilizá-la, você atribui uma função ao ponteiro durante a inicialização:

void loud_print(const char* msg) {
    printf("!!! %s !!!\n", msg);
}

int main() {
    Printer p;
    p.name = "Alert";
    p.print = loud_print;
    
    p.print("Hello");  // Saída: !!! Hello !!!
    return 0;
}

Observe como chamamos a função através da struct: p.print("Hello"). Isso se parece muito com a chamada de um método em um objeto em outras linguagens. A struct carrega tanto seus dados quanto a função que opera sobre eles.

Este padrão é a base do polimorfismo em C — diferentes instâncias podem ter diferentes funções atribuídas, produzindo comportamentos diferentes a partir do mesmo tipo de struct.

Desafio

Fácil

Vamos construir um sistema Notifier que demonstra como structs podem carregar seu próprio comportamento através de ponteiros de função.

Você criará dois arquivos para organizar seu código:

notifier.h: Defina um tipo de ponteiro de função chamado NotifyFunc que recebe um parâmetro const char* e não retorna nada. Em seguida, defina uma struct Notifier que contém um name (um const char*) e um ponteiro de função notify do tipo NotifyFunc.
main.c: Inclua seu cabeçalho e implemente duas funções de notificação:
- alert_notify — imprime a mensagem no formato: [ALERT] message
- info_notify — imprime a mensagem no formato: [INFO] message
Em seguida, crie uma instância de Notifier, conecte a função apropriada com base na entrada e chame a notificação através do ponteiro de função da struct.

Seu programa receberá duas entradas: um tipo de notificação (1 para alerta, 2 para informação) e uma mensagem para exibir.

Com base no tipo, atribua a função correspondente ao membro notify do seu notifier e, em seguida, chame-a através da struct para exibir a mensagem.

Exemplo de saída quando o tipo é 1 e a mensagem é "System starting":

[ALERT] System starting

Exemplo de saída quando o tipo é 2 e a mensagem é "All systems normal":

[INFO] All systems normal

Lembre-se de usar guards de inclusão em seu arquivo de cabeçalho e chamar a função através do membro da struct: n.notify(message)

Folha de consulta

Ponteiros de função podem ser incorporados diretamente dentro de structs, dando a cada instância seu próprio comportamento. Esta é uma base para o polimorfismo em C.

Definindo uma Struct com um Ponteiro de Função

Primeiro, defina um tipo de ponteiro de função e, em seguida, inclua-o como um membro da struct:

typedef void (*PrintFunc)(const char*);

typedef struct {
    const char* name;
    PrintFunc print;  // Ponteiro de função como um membro
} Printer;

Usando a Struct

Atribua uma função ao ponteiro durante a inicialização e, em seguida, chame-a através da struct:

void loud_print(const char* msg) {
    printf("!!! %s !!!\n", msg);
}

int main() {
    Printer p;
    p.name = "Alert";
    p.print = loud_print;
    
    p.print("Hello");  // Saída: !!! Hello !!!
    return 0;
}

A sintaxe p.print("Hello") chama a função através da struct, semelhante à chamada de um método em um objeto em outras linguagens.

Comportamento Polimórfico

Diferentes instâncias do mesmo tipo de struct podem ter diferentes funções atribuídas, produzindo comportamentos diferentes a partir do mesmo tipo de struct.

Experimente você mesmo

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

// TODO: Implementar a função alert_notify
// Deve imprimir: [ALERT] message


// TODO: Implementar a função info_notify
// Deve imprimir: [INFO] message


int main() {
    int type;
    char message[256];
    
    // Ler a entrada
    scanf("%d", &type);
    getchar(); // consumir a nova linha
    fgets(message, sizeof(message), stdin);
    
    // Remover a nova linha ao final de message, se presente
    int len = 0;
    while (message[len] != '\0') len++;
    if (len > 0 && message[len-1] == '\n') message[len-1] = '\0';
    
    // TODO: Criar uma instância de Notifier
    
    
    // TODO: Com base no type (1 para alert, 2 para info),
    // atribuir a função apropriada ao membro notify do notifier
    
    
    // TODO: Chamar a notificação através do ponteiro de função da struct
    // Use: n.notify(message)
    
    
    return 0;
}