泛型包装器

本课属于 Coddy C 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 50 课，共 61 课。

单独的 void* 可以存储任意数据，但它有一个关键缺陷：你无法追踪它存储的是什么类型。要构建真正实用的通用容器，我们需要将数据指针与类型信息配对。这就是 通用包装器模式的用武之地。

思路很简单：创建一个结构体，将 void* 和一个用于标识所存储类型的枚举绑定在一起。这样，封装器就始终知道如何解释其中的内容。

typedef enum {
    TYPE_INT,
    TYPE_STRING
} DataType;
typedef struct {
    void* data;
    DataType type;
} Wrapper;

存储数据时，你会为实际值分配内存，并记录它的类型。取回数据时，你会在进行强制类型转换前检查类型：

Wrapper wrap_int(int value) {
    int* p = malloc(sizeof(int));
    *p = value;
    return (Wrapper){ .data = p, .type = TYPE_INT };
}
void print_wrapper(Wrapper* w) {
    if (w->type == TYPE_INT) {
        printf("%d\n", *(int*)w->data);
    } else if (w->type == TYPE_STRING) {
        printf("%s\n", (char*)w->data);
    }
}

这种模式是用 C 构建类型安全的泛型容器的基础。这个枚举充当运行时类型标签，让你的代码能够安全地决定如何处理存储的数据。

挑战

简单

我们来构建一个类型安全的通用包装器系统，它可以存储整数或字符串，并记录所存储的数据类型，以便之后安全地获取并打印数据。

你要将代码分成三个文件：

wrapper.h：定义一个枚举 DataType，其中包含 TYPE_INT 和 TYPE_STRING。然后定义一个结构体 Wrapper，其中包含一个 void* 数据指针和一个 DataType 字段。声明用于创建包装器和打印其内容的函数原型。
wrapper.c：实现包装器功能：
- wrap_int：接收一个整数，为它分配内存，存储该值，并返回带有相应类型标记的 Wrapper
- wrap_string：接收一个字符串（char*），分配内存并复制字符串，然后返回带有字符串类型标记的 Wrapper
- print_wrapper：检查类型标记，并按相应方式打印数据（整数原样打印，字符串也原样打印）
- free_wrapper：释放包装器中动态分配的数据
main.c：将所有部分组合起来。读取类型指示符（i 表示整数，s 表示字符串），然后读取值。创建相应的包装器，打印其内容，并释放内存。

你的程序会收到两个输入：

类型指示符：i 表示整数，s 表示字符串
要包装的值

输入为 i 和 42 时的示例输出：

输入为 s 和 Hello 时的示例输出：

Hello

输入为 i 和 -100 时的示例输出：

-100

输入为 s 和 Generic Programming 时的示例输出：

Generic Programming

记得在头文件中使用包含保护。复制字符串时，使用 strlen 和 strcpy 分配足够的空间，以容纳字符串和空终止符。

亲手试试

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "wrapper.h"

int main() {
    char type;
    scanf("%c", &type);
    getchar(); // 读取并丢弃换行符
    
    Wrapper w;
    
    if (type == 'i') {
        int value;
        scanf("%d", &value);
        // TODO: 使用 wrap_int 创建整数包装器
        
    } else if (type == 's') {
        char str[256];
        fgets(str, sizeof(str), stdin);
        // 如果末尾有换行符，就将其删除
        str[strcspn(str, "\n")] = '\0';
        // TODO: 使用 wrap_string 创建字符串包装器
        
    }
    
    // TODO: 使用 print_wrapper 输出包装器的内容
    
    // TODO: 使用 free_wrapper 释放包装器占用的内存
    
    return 0;
}