第二章為程序設計技術，本文為2.2.3 內置函數指針和2.2.4 嵌套結構體。

我們知道，數組和指針是相同類型有序數據的集合，但很多時候需要將不同類型的數據捆綁在一起作為一個整體來對待，使程序設計更方便。在C語言中，這樣的一組數據被稱為結構體。

>>>2.2.3內置函數指針

面對一系列數據，真正重要的不是如何存儲數據，而是如何使用數據。實際上，一個結構體的成員可以是數據，還可以是包含操作數據的函數指針。為了支持這種風格，在這里不妨引入一個新的概念——方法是作為某個結構體的一部分聲明的，有了方法就可以操作存儲在結構體中的數據。

1.類型與變量

當函數指針作為結構體的成員時，即將校驗參數和調用校驗器的函數指針封裝在一起，形成了一個新的結構體類型。有了類型就可以定義一個該類型的變量，然后就可以用這個變量引用校驗參數和調用校驗器函數。

為了支持這種風格，C允許將方法作為某個結構體的一部分來聲明，那么操作存儲在結構體中的數據就很容易了，詳見程序清單2.18。

程序清單 2.18 范圍值校驗器接口

接下來需要設計一個判斷value值是否符合范圍值要求的validateRange()接口函數，其具體的實現詳見程序清單2.19。

程序清單 2.19 范圍值校驗器接口函數的實現

同理，偶校驗器OddEvenValidator和變量oddEvenValidator的定義詳見程序清單2.20。

程序清單 2.20 偶校驗器接口

接下來同樣需要設計一個判斷value值是否符合偶校驗要求的validateOddEven()接口函數，其具體的實現詳見程序清單2.21。

程序清單 2.21 偶校驗器接口函數的實現

顯然，無論是什么校驗器，其共性是value值合法性判斷，因此可以共用一個函數指針，即特殊的函數指針類型RangeValidate和OddEvenValidate被泛化成了一般的函數指針類型Validate。其次，由于每個函數都有一個指向當前對象的pThis指針，因此特殊的結構體類型struct _RangeValidator*和struct _OddEvenValidator *被泛化成了void *類型，即可接受任何類型數據的實參。比如：

這就是范型編程，校驗器泛化接口的實現詳見程序清單 2.22。由于pRangeValidator與pThis的類型不同，因此必須對pThis指針強制類型轉換才能引用相應結構體的成員。

程序清單 2.22 通用校驗器接口的實現（validator.c）

由此可見，當將方法作為結構體的一部分聲明時，就直接將方法和數據打包成為了一個新的數據類型RangeValidator。有了RangeValidator類型，就可以創建一個該類型的變量rangeValidator，即可通過rangeValidator引用該結構體的數據，并調用相應的處理函數。真正想強化的是由方法定義結構體的思想，而不是實現結構體時碰巧用到的那些數據。

2.初始化

使用名為newRangeValidator的宏將結構體初始化：

其中，validateRange為范圍值校驗器的函數名，使用方法如下：

宏展開后如下：

其相當于：

如果有以下定義：

即可通過pValidator引用RangeValidator的min和max。校驗函數的調用方式如下：

以上調用形式的前提是已知pValidator指向了確定的結構體類型，如果pValidator將指向未知的校驗器，顯然以上調用形式無法做到通用，那么將如何調用？

雖然pValidator與&rangeValidator.validate的類型不一樣，但它們的值相等，因此可以利用這一特性獲取validateRange()函數的地址。比如：

其調用形式如下：

3.接口與實現

為了便于閱讀，如程序清單2.23所示詳細地展示了通用校驗器的接口。

程序清單 2.23 通用校驗器接口（validator.h）

以范圍值校驗器為例，調用validateRange()的rangeCheck()函數的實現如下：

rangeCheck()函數的調用形式如下：

由此可見，rangeCheck()函數的實現不依賴任何具體校驗器。 注意，在這里，作者并沒有提供完整的代碼，請讀者補充完善。

>>>2.2.4嵌套結構體

1.重構

隨著添加一個又一個功能，處理一個又一個錯誤，代碼的結構會逐漸退化。如果對此置之不理，這種退化最終會導致糾結不清，難以維護的混亂代碼，因此需要經常性地重構代碼扭轉這種退化。

重構就是在不改變代碼行為的前提下，對其進行一系列小的改進，旨在改進系統結構的實踐活動。雖然每個改進都是微不足道的，甚至幾乎不值得去做，但如果將所有的改造疊加在一起時，對系統設計和架構的改進效果是十分明顯的。

在每次細微改進后，通過運行單元測試以確保改進沒有造成任何破壞，然后才去做下一次改進。如此往復周而復始，每次改進后都要運行，通過這種方式保證在改進系統設計的同時系統能夠正常工作。

重構是持續進行的，而不是在項目結束時、發布版本時、迭代結束時、甚至每天下班時才進行。重構是每隔一個小時或半個小時就要去做的事情，通過重構可以持續地保持盡可能干凈、簡單且有表現力的代碼。

大量的實踐證明，重復可能是軟件中一切邪惡的根源，許多原則和實踐規則都是為了控制與消除重復而創建的。消除重復最好的方法就是抽象，即將所有公共的函數指針移到一個單獨的結構體中，創建一個通用的Validator類型校驗器。也就是說，如果兩種事物相似的話，必定存在某種抽象能夠統一它們，因此消除重復的行為會迫使團隊提煉出許多的抽象，進一步減少代碼之間的耦合。

自從發明子程序以來，軟件開發領域的所有創新都是在不斷嘗試從源代碼中消滅重復，即DRY（Don't Repeat Yourself）原則——別重復自己，因為重復黏貼會帶來很多的問題，所以無論在哪里發現重復的代碼，都必須消除它們。

2.類型與變量

實際上，不管是范圍值校驗器還是奇偶校驗器，其本質上都是校驗器，其相同的屬性是校驗參數和待校驗的值，其相同的行為可以共用一個函數指針調用不同的校驗器。根據依賴倒置原則，將它們相同的屬性和行為抽象為一個結構體類型Validator。比如：

在這里，還是以范圍值校驗為例，在RangeValidatro結構體中嵌套一個Validator類型的結構體，即將Validator類型的變量isa作為RangeValidator結構體的成員。比如：

由于&rangeValidator與&rangeValidator.isa的值相等，因此以下關系恒成立。比如：

即可將validateRange()函數原型：

中的“void *pThis”轉換為“Validator *pThis”，validatrRange()函數原型進化為：

3.初始化

當將Validator類型的isa作為RangeValidator結構體成員時，顯然rangeValidator.isa是一個結構體變量名，可以象任何普通結構體變量一樣使用。使用Validator類型表達式：

即可引用rangeValidator變量的結構體成員isa的成員validate，即將rangeValidator.isa作為另一個點操作符的左操作符。比如：

由于點操作符的結合性是從左向右的，因此可以省略括號。其等價于：

只要將rangeValidator.isa看作一個Validator類型的變量即可。

使用名為newRangeValidator的宏將結構體初始化：

其中，validateRange為范圍值校驗器函數名，使用方法如下：

宏展開后如下：

其中，外面的{}為RangeValidator結構體賦值，內部的{}為RangeValidator結構體的成員變量isa賦值。即：

如果有以下定義：

即可用pValidator引用RangeValidator的min和max。

由于pValidator與&rangeValidator.isa不僅類型相同且值相等，則以下關系同樣成立：

因此可以利用這一特性獲取validateRange()函數的地址，即pValidator->validate指向validateRange()。其調用形式如下：

4.接口與實現

以范圍值校驗器為例，validatorCheck()函數的調用形式如下：

當然，也可以采取以下調用形式：

其效果是一樣的。

為了便于閱讀，如程序清單 2.24所示詳細地展示了通用校驗器的接口。

程序清單 2.24通用校驗器接口（validator.h）

以范圍值校驗器為例，調用validateRange()的validatorCheck()函數的實現如下：

由此可見，validatorCheck()函數的實現不依賴任何具體校驗器，通用校驗器接口的實現詳見程序清單 2.25。

程序清單 2.25 通用校驗器接口的實現（validator.c）

在這里，作者并沒有提供完整的代碼，請讀者補充完善。