OOC 面向对象 C 语言编程实践
面向对象是一种编程思想，虽然C并没有提供面向对象的语法糖，但仍然可以用面向对象的思维来抽象和使用。这里分享一套C面向对象的写法，可以完成面向对象编程并进行流畅的抽象。这套写法是在实践中不断调整的结果，目前已经比较稳定，进行了大量的功能编写。
这套OOC有以下特性：
（1）没有强行去模仿c++的语法设定，而是使用C的特性去面向对象设计
（2）实现继承，组合，封装，多态的特性
（3）一套命名规范去增加代码的可读性
第一，封装
在C中可以用struct来封装数据，如果是方法，我们就需要用函数指针存放到struct里面来模拟。
typedef struct Drawable Drawable;
struct Drawable
{
float positionX;
float positionY;
};
typedef struct {
Drawable* (*Create) ();
void (*Init) (Drawable* outDrawable);
}
_ADrawable_;
extern _ADrawable_ ADrawable[1];
static void InitDrawable(Drawable* drawable)
{
drawable->positionX = 0.0f;
drawable->positionY = 0.0f;
}
static Drawable* Create()
{
Drawable* drawable = (Drawable*) malloc(sizeof(Drawable));
InitDrawable(drawable);
return drawable;
}
static void Init(Drawable* outDrawable)
{
InitDrawable(outDrawable);
}
_ADrawable_ ADrawable[1] =
{
Create,
Init,
};
数据我们封装在Drawable结构里，通过Create可以再堆上创建需要自己free，Init是在栈上创建
函数封装在ADrawable这个全局单例对象里，由于没有this指针，所有方法第一个参数需要传入操作对象
Create和Init方法将会管理，对象的数据初始化工作。如果对象含有其它对象，就需要调用其Create或Init方法
第二，继承和组合
typedef struct Drawable Drawable;
struct Drawable
{
Drawable* parent;
Color color[1];
};
继承，就是在结构体里，嵌入另一个结构体。这样malloc一次就得到全部的内存空间，释放也就一次。嵌入的结构体就是父类，子类拥有父类全部的数据空间内容。
组合，就是在结构体，存放另一个结构体的指针。这样创建结构体时候，要需要调用父类的Create方法去生成父类空间，释放的时候也需要额外释放父类空间。
这里parent就是组合，color就是继承。
继承是一种强耦合，无论如何子类拥有父类全部的信息。
组合是一种低耦合，如果不初始化，子类只是存放了一个空指针来占位关联。
可以看到，C里面一个结构体可以，继承任意多个父类，也可以组合任意多个父类。
color[1] 使用数组形式，可以直接把color当做指针使用
子类访问父类，可以直接通过成员属性。那么如果通过父类访问子类呢 ? 通过一个宏定义来实现这个功能。
/**
* Get struct pointer from member pointer
*/
#define StructFrom2(memberPtr, structType) \
((structType*) ((char*) memberPtr - offsetof(structType, memberPtr)))
/**
* Get struct pointer from member pointer
*/
#define StructFrom3(memberPtr, structType, memberName) \
((structType*) ((char*) memberPtr - offsetof(structType, memberName)))
typedef struct Sprite Sprite;
struct Sprite
{
Drawable drawable[1];
};
1Sprite* sprite = StructFrom2(drawable, Sprite);
这样，我们就可以，通过Sprite的父类Drawable属性，来获得子类Sprite的指针。其原理，是通过offsetof获得成员偏移量，然后用成员地址偏移到子类地址上。有了这个机制，我们就可以实现多态，接口等抽象层。
我们可以在接口函数中，统一传入父类对象，就可以拿到具体的子类指针，执行不同的逻辑，让接口方法体现出多态特性。
第三， 多态
typedef struct Drawable Drawable;
struct Drawable
{
/** Default 0.0f */
float width;
float height;
/**
* Custom draw called by ADrawable's Draw, not use any openGL command
*/
void (*Draw) (Drawable* drawable);
};
当，我们把一个函数指针放入，结构体对象的时候。意味着，在不同的对象里，Draw函数可以替换为不同的实现。而不是像在ADrawable里面的函数只有一个固定的实现。在子类继承Drawable的时候，我们可以给Draw赋予具体的实现。而统一的调用Draw(Drawable* drawable)的时候，就会体现出多态特性，不同的子类有不懂的实现。
typedef struct
{
Drawable drawable[1];
}
Hero;
typedef struct
{
Drawable drawable[1];
}
Enemy;
Drawable drawables[] =
{
hero->drawable,
enemy->drawable,
};
for (int i = 0; i < 2; i++)
{
Drawable* drawable = drawables[i];
drawable->Draw(drawable);
}
在Hero和Enemy的Create函数中，我们分别实现Draw(Drawable* drawable)函数。如果，我们有一个绘制队列，里面都是Drawable对象。传入Hero和Enemy的Drawable成员属性。在统一绘制调用中，drawable->Draw(drawable)，就会分别调用Hero和Enemy不同的draw函数实现，体现了多态性。
第四，重写父类方法
在继承链中，我们常常需要重写父类方法，有时候还需要调用父类方法。
typedef struct
{
Sprite sprite[1];
}
SpriteBatch;
比如，SpriteBatch 继承 Sprite， 我们需要重写Draw方法，还需要调用Sprite的Draw方法。那么我们就需要把Sprite的Draw方法公布出来。
typedef struct
{
Drawable drawable[1];
}
Sprite;
typedef struct
{
void (*Draw)(Drawable* drawable);
}
_ASprite_;
extern _ASprite_ ASprite;
这样，每个Sprite的Draw方法可以，通过ASprite的Draw访问。
// override
static void SpriteBatchDraw(Drawable* drawable)
{
// call father
ASprite->Draw(drawable);
}
spriteBatch->sprite->drawable->Draw = SpriteBatchDraw;
那么，SpriteBatch就重写了父类的Draw方法，也能够调用父类的方法了。
第五，内存管理
一个malloc对应一个free，所以Create出来的对象需要自己手动free。关键是，在于组合的情况。就是对象内有别的对象的指针，有些是自己malloc的，有些是共用的。其实，计数器是一个简单的方案，但我仍然觉得复杂了。在想到更好的方案之前，我倾向于更原始的手动方法，给有需要内存管理的对象添加Release方法。
typedef struct
{
Drawable* parent;
Array* children;
}
Drawable;
typedef struct
{
void (*Release)(Drawable* drawable);
}
_ADrawable_;
extern _ADrawable_ ADrawable;
Drawable 含有两个指针， 一个是parent可能别的对象也会使用，所以这个parent在Release函数中不能确定释放。还有一个children这个数组本身是可以释放的，所以在Create函数里，我们自己malloc的，都要在Release方法里自己free。
所以，对于Create方法我们需要free + Release。对于Init 只需要调用Release方法就可以释放完全了。那么，parent这种公用的指针，就需要paren对象自己在合适的时机去释放自己。肯定没有计数器来的方便，但是这个足够简单开销也很小。
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