C模拟实现C++的多态

最初发在QQ空间里，转过来：http://user.qzone.qq.com/31731705/blog/1310540087

上个月面试了一些快要毕业在找工作的学生，有个奇怪的感觉，学校就是学校，搞的东西大多是理论或者算法方面的，听的我是云里雾里，还有就是很NB很酷的那种，动不动就是内核，驱动，有分析Linux内核源码的，有做Windows内核驱动的。还记得当时我问一个学生，为什么你看的是Linux 0.11的代码，不是最新的，学生支支吾吾，说是版本虽然老，但功能齐全，我还是很疑惑，那为什么不是0.08或者是0.3，0.4版本的呢？最终，在我的“追问”下得知了答案，原来有本书就是分析Linux 0.11代码的，他照着这本书看的。

其实对于工程来说，一个重点是动手能力，不管你是研究理论算法，还是写驱动分析内核，都要能够给出解决方案并且付诸实践。很多毕业生，谈起来头头是道，面对一些基本的问题，却是老鼠咬乌龟，束手无策。我有用过一道题，是使用C编写一个模拟实现C++多态应用的一个范例，这题主要考察几点。

1. C的基本的编程能力，大多数院校中C语言是必修课，即使如此，很多人也写不出基本的程序来。
2. C++的知识，虽然不直接使用C++编程，但必须理解C++的多态概念，知道多态的应用是怎么一回事，在此基础上，知其然并且知其所以然，要能够理解C++的多态是如何实现的。

意料之中又在意料之外，只有极少数人能够写出象样的答案。意料之中，是因为大多数学生习惯于获取知识，这样就以为我懂了，我会了，而不是去思考背后的一些东西，缺少探索，总结；意料之外，则是学生们没有学习的热情和欲望，上学就是拿学位的，是因为生活压力嘛？这让那些希望工程的渴望上学的孩子们情何以堪。

最后，贴一下这题目的代码，有注释：

// 几个基本的函数，对应抽象类中的虚函数
//
void foo1()
{
printf( "anything foo1 \r\n" );
}

void foo2( int i )
{
}

void foo3( int i, int j )
{
}

// 虚表，包含了虚函数的指针
typedef struct Vtbl
{
void (*pf1)();
void (*pf2)( int );
void (*pf3)( int, int );
}Vtbl;

// 类的虚表
Vtbl g_vtbl = { &foo1, &foo2, &foo3, };

// 基类，开始处是虚表指针，
// 后面是结构成员。
typedef struct Anything
{
//Vtbl *pvtbl;
void *pvtbl;
int field1;
int field2;
}Anything;

// 构造函数
// 也是一个普通的成员函数，需要一个this指针
void InitAnything( Anything *p )
{
p->pvtbl = &g_vtbl;
p->field1 = 0x1234;
p->field2 = 0x5678;
}

// 子类中的虚函数，重载了父类中的同类型函数
void Sfoo1()
{
// 可以考虑调用父类中的函数
// foo1();
printf( "something foo1 \r\n" );
}

void Sfoo4( char *s )
{
printf( "hello %s\r\n", s );
}

// 子类中的虚表，因为内存布局是一样的，
// 直接使用父类的
typedef struct SVtbl
{
Vtbl vtbl;
void (*pf4)( char * );
}SVtbl;

// 子类的虚表
SVtbl g_svtbl = { { &Sfoo1, &foo2, &foo3, }, &Sfoo4, };
// 某个子类，包含父类的内容
// 还有自己的成员
typedef struct Something
{
Anything a;
int field3;
}Something;

// 构造函数
// 也是一个普通的成员函数，需要一个this指针
void InitSomething( Something *p )
{
InitAnything( (Anything*)p );

p->a.pvtbl = &g_svtbl;
p->field3 = 0xabcd;
}

void TestPolymorphism( Anything *p )
{
// 虽然使用的是父类型的指针
// 但虚函数最终会根据对象的真实类型调用。
(*((Vtbl*)p->pvtbl)->pf1)();
}

void TestVtbl()
{
// 子类的一个对象
Something s;
Anything *p = 0;

// 初始化
InitSomething( &s );

p = (Anything*)&s;

// 调用Sfoo4
((SVtbl*)p->pvtbl)->pf4( "Sfoo4" );

// 测试多态
TestPolymorphism( (Anything*)&s );
}