结构体中的函数指针

本课属于 Coddy C 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 38 课，共 61 课。

到目前为止，我们一直将函数指针用作独立变量，或将它们作为参数传递。迈向多态的下一步，是将函数指针直接嵌入结构体中，让结构体拥有自己的行为。

当结构体包含函数指针时，每个实例都可以保存不同的函数。这意味着，调用函数指针时，两个相同类型的对象可以表现不同：

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

typedef struct {
    const char* name;
    PrintFunc print;  // 作为成员的函数指针
} Printer;

Printer 结构体现在有两个成员：数据（name）和行为（print）。要使用它，你需要在初始化时将一个函数赋值给指针：

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

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

注意，我们是通过结构体调用函数的：p.print("Hello")。这看起来很像在其他语言中调用对象的方法。结构体同时包含数据和操作这些数据的函数。

这种模式是 C 语言中多态的基础：不同的实例可以被分配不同的函数，因此同一种结构体类型可以表现出不同的行为。

挑战

简单

让我们构建一个 Notifier 系统，演示结构体如何通过函数指针携带自己的行为。

你将创建两个文件来组织代码：

notifier.h：定义一个名为 NotifyFunc 的函数指针类型，它接受一个 const char* 参数且不返回任何值。然后定义一个 Notifier 结构体，其中包含一个 name（类型为 const char*）和一个类型为 NotifyFunc 的 notify 函数指针。
main.c：包含你的头文件，并实现两个通知函数：
- alert_notify：按以下格式输出消息：[ALERT] message
- info_notify：按以下格式输出消息：[INFO] message
然后创建一个 Notifier 实例，根据输入设置相应的函数，并通过结构体的函数指针调用通知函数。

程序会接收两个输入：一个通知类型（1 表示警报，2 表示信息）和一条要显示的消息。

根据类型，将对应的函数赋给通知器的 notify 成员，然后通过结构体调用它来显示消息。

类型为 1，消息为 "System starting" 时的示例输出：

[ALERT] System starting

类型为 2，消息为 "All systems normal" 时的示例输出：

[INFO] All systems normal

记得在头文件中使用包含保护，并通过结构体成员调用函数：n.notify(message)

亲手试试

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

// TODO：实现 alert_notify 函数
// 应输出：[ALERT] message


// TODO：实现 info_notify 函数
// 应输出：[INFO] message


int main() {
    int type;
    char message[256];
    
    // 读取输入
    scanf("%d", &type);
    getchar(); // 读取换行符
    fgets(message, sizeof(message), stdin);
    
    // 如果 message 末尾有换行符，就将其删除
    int len = 0;
    while (message[len] != '\0') len++;
    if (len > 0 && message[len-1] == '\n') message[len-1] = '\0';
    
    // TODO：创建一个 Notifier 实例
    
    
    // TODO：根据 type（1 表示 alert，2 表示 info），
    // 将相应的函数赋给 notifier 的 notify 成员
    
    
    // TODO：通过结构体的函数指针调用通知函数
    // 使用：n.notify(message)
    
    
    return 0;
}