Структуры как объекты

Часть раздела Object Oriented Programming путешествия по C на Coddy — урок 6 из 61.

В объектно-ориентированных языках объект — это сущность, которая объединяет данные (состояние) с функциями, работающими с этими данными (методами). В языке C нет встроенных объектов, но мы можем реализовать ту же концепцию, используя структуры (structs) и функции.

Представьте себе структуру (struct) как «данные» объекта. Она хранит состояние — значения, которые определяют, чем объект является в данный момент:

typedef struct {
    int value;
} Counter;

Эта структура Counter представляет собой сущность с единственным состоянием: её текущим значением. Чтобы наделить её поведением, мы пишем функции, которые принимают структуру в качестве параметра:

void counter_increment(Counter *c) {
    c->value++;
}

int counter_get(Counter *c) {
    return c->value;
}

Эти функции действуют как методы — они работают непосредственно с данными Counter. Передавая структуру в функции, мы имитируем то, что другие языки делают автоматически при вызове counter.increment().

int main() {
    Counter my_counter = {0};
    counter_increment(&my_counter);
    printf("%d\n", counter_get(&my_counter)); // Выводит: 1
    return 0;
}

Соглашение об именовании typename_action (например, counter_increment) помогает организовать ваш код и проясняет, к какой структуре относится функция. Этот паттерн является основой объектно-ориентированного программирования на языке C.

Задание

Легко

Давайте создадим простой модуль Counter, который рассматривает структуру как объект с поведением. Вы организуете свой код в трех файлах, чтобы попрактиковаться в шаблоне объединения данных с функциями, которые ими управляют.

Вы создадите три файла:

counter.h: Ваш заголовочный файл, объявляющий структуру Counter с единственным членом int value. Также объявите две функции, которые действуют как «методы» для счетчика: counter_increment (принимает указатель на Counter и увеличивает его значение на 1) и counter_get (принимает указатель на Counter и возвращает его текущее значение). Используйте include guards с символом COUNTER_H.
counter.c: Ваш исходный файл, реализующий обе функции. Не забудьте включить ваш заголовочный файл.
main.c: Ваш основной файл, который создает Counter, выполняет над ним операции и отображает результаты.

Вы получите два целых числа на вход: начальное значение для вашего счетчика и количество раз, которое его нужно увеличить.

В вашем основном файле инициализируйте Counter начальным значением, затем вызовите counter_increment указанное количество раз. Наконец, используйте counter_get, чтобы получить и вывести конечное значение.

Выведите результат в следующем формате:

Final value: {result}

Например, при начальном значении 5 и 3 инкрементах вывод будет следующим:

Final value: 8

Шпаргалка

В языке C мы можем имитировать объектно-ориентированное программирование, комбинируя структуры (данные) с функциями (поведением), которые работают с этими структурами.

Определите структуру для хранения состояния:

typedef struct {
    int value;
} Counter;

Создайте функции, которые действуют как «методы», принимая структуру в качестве параметра:

void counter_increment(Counter *c) {
    c->value++;
}

int counter_get(Counter *c) {
    return c->value;
}

Используйте структуру и функции вместе:

Counter my_counter = {0};
counter_increment(&my_counter);
printf("%d\n", counter_get(&my_counter)); // Prints: 1

Соглашение об именовании typename_action (например, counter_increment) помогает организовать код и проясняет, с какой структурой работает функция.

Попробуйте сами

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

int main() {
    // Считать входные данные
    int starting_value;
    int num_increments;
    scanf("%d", &starting_value);
    scanf("%d", &num_increments);
    
    // TODO: Создать Counter и инициализировать его значением starting_value
    
    // TODO: Вызвать counter_increment указанное количество раз
    
    // TODO: Использовать counter_get для получения итогового значения и вывести его
    // Формат вывода: "Final value: {result}"
    
    return 0;
}