Вспомогательные методы

Часть раздела Object Oriented Programming путешествия по C на Coddy — урок 10 из 61.

До сих пор мы рассматривали функции, которые изменяют данные структуры (такие как player_take_damage), и функции, которые просто отображают их. Но есть еще одна важная категория: функции, которые вычисляют производные значения на основе членов структуры, ничего не изменяя.

Рассмотрим структуру Rectangle, которая хранит ширину и высоту. Площадь не хранится — она вычисляется по запросу:

typedef struct {
    double width;
    double height;
} Rectangle;

double rectangle_area(const Rectangle *self) {
    return self->width * self->height;
}

double rectangle_perimeter(const Rectangle *self) {
    return 2 * (self->width + self->height);
}

Это вспомогательные методы — они берут существующие данные структуры и создают новое значение. Обратите внимание, что они используют указатели const, так как они только читают и никогда не записывают. Вычисленный результат возвращается, а не сохраняется в структуре.

Rectangle box = {5.0, 3.0};
printf("Area: %.1f\n", rectangle_area(&box));       // 15.0
printf("Perimeter: %.1f\n", rectangle_perimeter(&box)); // 16.0

Этот паттерн позволяет вашим структурам оставаться компактными — храните только необходимые данные и вычисляйте всё остальное по мере необходимости. Это также гарантирует, что производные значения всегда соответствуют текущему состоянию.

Задание

Легко

Давайте создадим модуль Circle, который вычисляет производные значения на основе сохраненных данных. Вы попрактикуетесь в написании вспомогательных методов — функций, которые вычисляют результаты на основе членов структуры, не изменяя их.

Вам нужно создать три файла:

circle.h: Объявите структуру Circle с единственным членом double radius. Также объявите два вспомогательных метода:
- circle_area — принимает указатель const на Circle и возвращает площадь
- circle_circumference — принимает указатель const на Circle и возвращает длину окружности
Используйте include guards с символом CIRCLE_H.
circle.c: Реализуйте оба вспомогательных метода. Для вычислений используйте 3.14159 в качестве значения числа пи. Формула площади — pi * radius * radius, а формула длины окружности — 2 * pi * radius. Обе функции должны только считывать радиус и никогда не изменять его.
main.c: Создайте Circle и используйте вспомогательные методы для вычисления и отображения его свойств.

Вы получите на вход одно значение: radius круга (в формате double).

В вашем основном файле инициализируйте Circle с заданным радиусом, затем используйте вспомогательные методы для вычисления и вывода площади и длины окружности.

Выведите результаты в следующем формате:

Area: {area}
Circumference: {circumference}

Используйте %.2f для обоих значений, чтобы отобразить два знака после запятой.

Например, при радиусе 5.0 вывод будет следующим:

Area: 78.54
Circumference: 31.42

Шпаргалка

Функции могут вычислять производные значения на основе членов структуры, не изменяя саму структуру. Такие функции называются вспомогательными методами (helper methods).

Вспомогательные методы используют указатели const, так как они только читают данные и никогда их не записывают:

typedef struct {
    double width;
    double height;
} Rectangle;

double rectangle_area(const Rectangle *self) {
    return self->width * self->height;
}

double rectangle_perimeter(const Rectangle *self) {
    return 2 * (self->width + self->height);
}

Использование вспомогательных методов:

Rectangle box = {5.0, 3.0};
printf("Area: %.1f\n", rectangle_area(&box));       // 15.0
printf("Perimeter: %.1f\n", rectangle_perimeter(&box)); // 16.0

Этот паттерн позволяет сохранять структуры компактными, храня в них только основные данные и вычисляя производные значения по запросу, что гарантирует их соответствие текущему состоянию.

Попробуйте сами

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

int main() {
    double radius;
    scanf("%lf", &radius);
    
    // TODO: Создайте структуру Circle с заданным радиусом
    
    // TODO: Используйте вспомогательные методы circle_area и circle_circumference
    // для вычисления и вывода результатов
    
    // Формат вывода:
    // printf("Area: %.2f\n", ...);
    // printf("Circumference: %.2f\n", ...);
    
    return 0;
}