Mẫu hàm khởi tạo

Thuộc phần Lập trình hướng đối tượng trong hành trình C của Coddy. Bài học 12 trên 61.

Trong các ngôn ngữ như Java hoặc C++, bạn tạo đối tượng bằng hàm khởi tạo: những hàm đặc biệt tự động cấp phát bộ nhớ và khởi tạo các trường. C không có tính năng này, nhưng mình có thể mô phỏng bằng một quy tắc đơn giản: hàm create_.

Hàm khởi tạo trong C thường thực hiện ba việc: cấp phát bộ nhớ bằng malloc, khởi tạo tất cả các trường với giá trị phù hợp và trả về con trỏ đến đối tượng mới:

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;
}

Hàm trả về một con trỏ vì đối tượng nằm trên heap, không phải stack. Điều này có nghĩa là đối tượng vẫn tồn tại sau khi hàm trả về và bạn có thể tự do truyền nó đi nơi khác. Bên gọi sử dụng con trỏ như sau:

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

Hãy chú ý cách hàm khởi tạo xử lý mọi chi tiết phức tạp: cấp phát cấu trúc, cấp phát không gian cho chuỗi và sao chép dữ liệu. Bên gọi chỉ cần cung cấp các giá trị ban đầu rồi nhận về một đối tượng có thể dùng ngay. Cách này gói gọn logic tạo đối tượng tại một nơi, giúp code của bạn gọn gàng hơn và ít lỗi hơn.

Thử thách

Dễ

Hãy tạo một module Book sử dụng mẫu hàm khởi tạo để tạo các đối tượng sách trên heap. Bạn sẽ luyện viết một hàm create_ xử lý toàn bộ việc cấp phát và khởi tạo bộ nhớ, rồi trả về một con trỏ sẵn sàng sử dụng.

Bạn sẽ tạo ba tệp:

book.h: Khai báo một cấu trúc Book có hai thành viên: char *title (con trỏ đến một chuỗi được cấp phát động) và int pages. Đồng thời khai báo hàm khởi tạo create_book, nhận một chuỗi tiêu đề và số trang, sau đó trả về con trỏ đến một Book mới được tạo. Dùng include guard với ký hiệu BOOK_H.
book.c: Triển khai hàm create_book. Hàm khởi tạo cần cấp phát bộ nhớ cho chính cấu trúc Book, sau đó cấp phát vùng nhớ riêng cho chuỗi tiêu đề (nhớ tính cả ký tự kết thúc chuỗi), sao chép tiêu đề vào vùng nhớ mới, đặt trường số trang rồi trả về con trỏ đến Book mới.
main.c: Dùng hàm khởi tạo để tạo một quyển sách và hiển thị thông tin.

Bạn sẽ nhận hai đầu vào: tiêu đề sách (một chuỗi) và số trang (một số nguyên).

Trong tệp main, dùng create_book để tạo một quyển sách mới với các giá trị đã cho, sau đó in thông tin theo định dạng sau:

Title: {title}
Pages: {pages}

Ví dụ, với đầu vào The C Programming Language và 272, đầu ra sẽ là:

Title: The C Programming Language
Pages: 272

Hãy nhớ rằng hàm khởi tạo đóng gói toàn bộ logic tạo đối tượng: bên gọi chỉ cần cung cấp các giá trị ban đầu và nhận về một đối tượng đã được khởi tạo đầy đủ, sẵn sàng sử dụng.

Tự làm thử

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

int main() {
    char title[256];
    int pages;
    
    // Đọc đầu vào
    fgets(title, sizeof(title), stdin);
    // Xóa ký tự xuống dòng nếu có
    for (int i = 0; title[i]; i++) {
        if (title[i] == '\n') {
            title[i] = '\0';
            break;
        }
    }
    scanf("%d", &pages);
    
    // TODO: Dùng create_book để tạo cuốn sách mới với các giá trị đã cho
    
    // TODO: In thông tin sách theo định dạng yêu cầu:
    // Tiêu đề: {title}
    // Số trang: {pages}
    
    // TODO: Đừng quên giải phóng bộ nhớ đã cấp phát khi xong
    
    return 0;
}