是否有任何“设计模式”？在C语言中？

Question

我知道设计模式通常与 OO 编程相关，但是您在进行 C 编程时是否有一些经常使用的模式？

我对经典面向对象模式的简单翻译不感兴趣，请不要提及 Duff 的设备。 ;-)

Answer 1

我最喜欢的是 Adam Tornhill 的“C 模式”系列：

• 一流的 ADT
• 状态
• 策略
• 观察者
• Reactor

另外：我总是想到goto作为装饰器模式的一个伟大的穷人工具。

更新：我强烈建议使用Rust (rust-lang.org) 或 Zig (ziglang.org) 而不是 C，除非您需要使用 c。 Rust 具有 c 的所有优点，包括速度和与 c 的二进制库兼容性，但编译器处理大部分复杂性以确保代码内存安全并且不包含数据竞争。它也是可移植的，具有用于常见任务的标准库，并且更容易针对各种设计模式进行编程。

Answer 2

设计模式可以被视为缺失的语言功能。 设计模式：可重用面向对象软件的元素中指出：

编程语言的选择是
很重要，因为它影响一个人的
观点看法。我们的模式假设
Smalltalk/C++ 级语言特性，
这个选择决定了可以做什么
并且不能轻易实施。 如果
我们假设过程语言，我们
可能包含设计模式
称为“继承”、“封装”
和“多态性”。同样，一些
我们的模式直接支持
不太常见的面向对象
语言。 CLOS有多种方法，
例如，这减少了对
模式，例如访客。 （斜体是我的）

斜体的句子是你问题的答案。

Answer 3

通过回调实现多态性，例如标准库的qsort 函数。它所需要的只是一种比较两个元素的方法，并且它可以对它们的数组进行排序。

通过使用函数集（vtable）来表示类型的相关属性，以便通用例程可以有效地处理它，您可以比这更复杂。例如，读取、写入等调用打开的文件或网络端口。

Answer 4

从我的头顶开始

• 使用 goto 进行错误处理
• 使用结构体和函数指针实现的对象

Answer 5

是的，有。延迟初始化、单例、对象池、对象状态等很容易用纯C实现。

示例（延迟初始化）

#include <stdio.h>

struct foo
{
    int payload;
};

int calculate_payload()
{
    printf("%s\n", "Performing lengthy initialization...");
    return 42;
}

struct foo *get_default_foo()
{
    static int foo_calculated = 0;
    static struct foo default_foo;
    if (!foo_calculated) /* assuming single-threaded access */
    {
        foo_calculated = 1;
        default_foo.payload = calculate_payload();
    }
    return &default_foo;
}

int main()
{
    struct foo *foo1, *foo2;

    printf("%s\n", "Starting the program");

    foo1 = get_default_foo();
    printf("%d\n", foo1->payload);

    foo2 = get_default_foo();
    printf("%d\n", foo2->payload);

    return 0;
}

Answer 6

设计模式通常对现有环境提供的事物仅进行一级建模。如果您将 C 及其标准库作为环境，那么一个著名的设计模式就是面向对象。

Answer 7

虚拟文件系统是学习设计模式的完美示例。