O Conceito de Interface

Parte da seção Programação Orientada a Objetos do Journey de C da Coddy. Lição 40 de 61.

Até agora, nossas structs misturaram dados e comportamento: um nome junto com um ponteiro de função, por exemplo. Mas e se uma struct contivesse apenas ponteiros de função? Isso cria algo poderoso: uma interface.

Uma interface define quais operações estão disponíveis sem especificar como elas funcionam. É um contrato que diz: "qualquer objeto que implemente essa interface deve fornecer essas funções."

typedef void (*LogFunc)(const char* message);

typedef struct {
    LogFunc log;
} ILogger;

A struct ILogger não contém nada além de um ponteiro para função. Ela não possui dados próprios. Ela descreve puramente um comportamento. O prefixo "I" é uma convenção comum que indica que se trata de uma interface.

Qualquer código que aceite um ILogger não se importa com o destino da mensagem de log. Ela poderia usar print no console, gravar em um arquivo ou enviar dados por uma rede. Quem chama só sabe que pode chamar log:

void process(ILogger* logger, const char* msg) {
    logger->log(msg);  // Não sabemos COMO ele loga
}

Essa separação é a essência do polimorfismo. A função process funciona com qualquer implementação de logger. Você pode trocar os comportamentos sem alterar o código da função. Na próxima lição, você criará implementações concretas que cumprem este contrato de interface.

Desafio

Fácil

Vamos criar uma interface ICalculator: uma struct que contém apenas ponteiros para funções, definindo quais operações qualquer calculadora deve oferecer sem especificar como elas funcionam.

Você criará dois arquivos para organizar seu código:

calculator.h: Defina sua interface aqui. Crie um tipo de ponteiro para função chamado BinaryOp que recebe dois parâmetros int e retorna um int. Em seguida, defina uma struct ICalculator que contenha apenas dois ponteiros para funções: operate (do tipo BinaryOp) e describe (um ponteiro para função que não recebe parâmetros e não retorna nada). Essa struct é puramente uma interface. Ela não contém dados, apenas comportamento.
main.c: Inclua seu header e implemente funções concretas que possam cumprir a interface:
- add: retorna a soma de dois inteiros
- multiply: retorna o produto de dois inteiros
- describe_add: imprime Addition
- describe_multiply: imprime Multiplication
Em seguida, crie uma instância de ICalculator, configure-a com base na entrada e use-a para realizar um cálculo.

Seu programa receberá três entradas: dois inteiros e um código de operação (1 para adição, 2 para multiplicação).

Com base no código de operação, configure seu ICalculator com o par apropriado de funções. Em seguida, chame describe por meio da interface para imprimir o nome da operação e, depois, chame operate para calcular e imprimir o resultado.

Exemplo de saída quando as entradas são 5, 3 e 1:

Addition
8

Exemplo de saída quando as entradas são 4, 7 e 2:

Multiplication
28

A principal ideia é que sua struct ICalculator define um contrato: qualquer código que a utilize sabe que pode chamar describe e operate, sem saber quais funções específicas estão configuradas. Lembre-se de usar include guards no seu arquivo de header.

Experimente você mesmo

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

// TODO: Implemente a função add
// Retorna a soma de dois inteiros


// TODO: Implemente a função multiply
// Retorna o produto de dois inteiros


// TODO: Implemente a função describe_add
// Imprime "Addition"


// TODO: Implemente a função describe_multiply
// Prints "Multiplication"


int main() {
    int num1, num2, op_code;
    scanf("%d", &num1);
    scanf("%d", &num2);
    scanf("%d", &op_code);
    
    // TODO: Crie uma instância de ICalculator
    
    
    // TODO: Com base no op_code (1 para add, 2 para multiply),
    // conecte a calculadora com as funções apropriadas
    
    
    // TODO: Chame describe através da interface
    
    
    // TODO: Chame operate através da interface e imprima o resultado
    
    
    return 0;
}