การใช้งาน generic and generic collection ในภาษา C แบบง่ายๆ พร้อมตัวอย่าง

หัวข้อ: การใช้งาน Generic และ Generic Collection ในภาษา C อย่างไรให้เข้าใจง่าย

สวัสดีครับผู้อ่านทุกท่าน! ในวันนี้เราจะมาพูดคุยเกี่ยวกับหัวข้อที่น่าสนใจในโลกของการเขียนโปรแกรมด้วยภาษา C นั่นคือ ‘การใช้งาน Generic และ Generic Collection’ ซึ่งอาจฟังดูซับซ้อน แต่เมื่อเข้าใจแล้วจะช่วยให้เราพัฒนาโปรแกรมที่มีความยืดหยุ่นและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ง่ายขึ้นครับ!

ในภาษา C, แนวคิดของ Generic ไม่ได้มีการใช้งานอย่างกว้างขวางหรือชัดเจนเท่ากับภาษาอย่าง C++ หรือ Java, แม้ว่าไม่อาจจะเรียกการใช้งานในภาษา C ว่า "Generic Programming" อย่างเต็มรูปแบบ แต่เราสามารถใช้ฟังก์ชันที่เหมาะสมและช่วยให้รองรับการทำงานกับข้อมูลหลากหลายประเภทได้ผ่านการใช้งาน `void*` และ function pointers ครับ

ลองดูตัวอย่างโค้ดเบื้องต้นที่เกี่ยวข้องกับการใช้ generic ในภาษา C กันเลยครับ:

ตัวอย่างที่ 1: การเขียนฟังก์ชัน Generic สำหรับการเปรียบเทียบค่า

 #include <stdio.h>

int generic_compare(const void *a, const void *b, size_t size) {
    const unsigned char *pa = a, *pb = b;
    for (size_t i = 0; i < size; ++i) {
        if (pa[i] != pb[i])
            return pa[i] < pb[i] ? -1 : 1;
    }
    return 0;
}

int main() {
    int a = 5;
    int b = 10;
    if (generic_compare(&a, &b, sizeof(int)) < 0) {
        printf("a < b\n");
    } else {
        printf("a >= b\n");
    }
    return 0;
}

ฟังก์ชัน `generic_compare` ใช้คอนเซปต์ของการเปรียบเทียบข้อมูลในระดับ byte ทำให้เราสามารถเปรียบเทียบข้อมูลประเภทใดๆ ก็ตามที่บ่งบอกด้วยขนาดของข้อมูล(`size`) ระบุว่ามีขนาดเท่าไร

ตัวอย่างที่ 2: ใช้เท็คนิคในตัวอย่างที่ 1 เพื่อสร้าง Generic Collection

 // โปรดจำไว้ว่าภาษา C ไม่มีคลาสหรือ Collections อย่างในภาษาอื่นๆ
// แต่เราสามารถทำได้ผ่านการใช้ struct และพวก Pointer Functions!

#include <stdlib.h>
#include <string.h>

typedef struct {
    void *array;
    size_t size;
    size_t capacity;
    size_t elemSize;
} GenericCollection;

void init_collection(GenericCollection *c, size_t elemSize) {
    c->array = NULL;
    c->size = 0;
    c->capacity = 0;
    c->elemSize = elemSize;
}

int insert(GenericCollection *c, void *elem) {
    // Resize array if necessary
    if (c->size == c->capacity) {
        size_t newCapacity = c->capacity == 0 ? 1 : c->capacity * 2;
        void *newArray = realloc(c->array, newCapacity * c->elemSize);
        if (!newArray) return -1;
        c->array = newArray;
        c->capacity = newCapacity;
    }
    // Insert element
    memcpy((char*)c->array + (c->size * c->elemSize), elem, c->elemSize);
    c->size++;
    return 0;
}

// ตัวอย่างการใช้งาน
int main() {
    GenericCollection c;
    init_collection(&c, sizeof(int));

    int x = 10;
    insert(&c, &x);

    int y = *((int*)((char*)c.array + 0 * sizeof(int)));
    printf("First element: %d\n", y);

    // อย่าลืมทำการ free memory หลังจากใช้งานเสร็จสิ้น
    free(c.array);

    return 0;
}

ในตัวอย่างนี้เราได้สร้าง `GenericCollection` ที่สามารถเก็บสิ่งของได้หลายประเภท โดยปรับขนาดตัวเก็บข้อมูลได้ตามความต้องการและใช้ `void*` เพื่อให้สามารถจัดเก็บข้อมูลของประเภทใดก็ได้

ตัวอย่างที่ 3: การใช้งาน Pointer Function เพื่อสร้าง Generic Sorting Function

 #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int int_compare(const void *a, const void *b) {
    return (*(int*)a - *(int*)b);
}

void generic_sort(void *array, size_t nitems, size_t size, int (*compar)(const void*, const void*)) {
    qsort(array, nitems, size, compar);
}

int main() {
    int arr[] = {4, 3, 2, 10, 12, 1, 5, 6};
    size_t nitems = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    generic_sort(arr, nitems, sizeof(arr[0]), int_compare);

    for (size_t i = 0; i < nitems; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    return 0;
}

ที่นี่เราได้สร้างฟังก์ชัน `generic_sort` ซึ่งสามารถจัดเรียงข้อมูลได้โดยใช้ pointer function ที่จะรับการเปรียบเทียบที่กำหนดเองได้ ระบบนี้ทำให้เราสามารถใช้ `qsort` ของ C ได้แบบ generic อย่างมีประสิทธิภาพครับ

สรุปแล้วการใช้งานตัวเองเป็นลักษณะของการเขียนโปรแกรมแบบ generic ที่สามารถใช้ได้หลายสถานการณ์และประเภทข้อมูล ขอแค่เข้าใจถึงหลักการและหาวิธีที่จะนำมาปรับใช้อย่างคุ้มค่า

ในการใช้งานจริง (Usecase) ตัวอย่างเช่น หากคุณพัฒนาโปรแกรมด้านลอจิสติกส์ที่ต้องจัดการกับข้อมูลสินค้าหลากหลายประเภท เช่น อาหาร, เสื้อผ้า, อุปกรณ์ไฟฟ้า ฯลฯ การใช้ Generic Collection ที่เราพูดถึงกันนั้นจะช่วยให้คุณสามารถจัดการกับคอลเลกชันของข้อมูลที่หลากหลายด้วยโค้ดชุดเดียว หรือในกรณีของการจัดการกับฐานข้อมูลที่ต้องการฟังก์ชันการเปรียบเทียบที่ไม่เหมือนใครสำหรับข้อมูลแต่ละประเภท การใช้ฟังก์ชัน generic_sort ที่มีการเปรียบเทียบแบบกำหนดเองก็จะตอบโจทย์ได้ดีเยี่ยมครับ

หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้และพัฒนาฝีมือในการเขียนโปรแกรมด้วยภาษา C หรือภาษาอื่นๆ เพื่อการใช้งานในสถานการณ์เช่นที่กล่าวมาและอื่นๆ อีกมากมาย ที่ EPT หรือ Expert-Programming-Tutor ของเรามีหลักสูตรที่ออกแบบมาเพื่อให้คุณได้ฝึกฝนและสร้างความเข้าใจที่มั่นคงในหัวข้อเหล่านี้ครับ มาร่วมเป็นส่วนหนึ่งของนักพัฒนาที่มีคุณภาพกับเราวันนี้เลย!

หมายเหตุ: ข้อมูลในบทความนี้อาจจะผิด โปรดตรวจสอบความถูกต้องของบทความอีกครั้งหนึ่ง บทความนี้ไม่สามารถนำไปใช้อ้างอิงใด ๆ ได้ ทาง EPT ไม่ขอยืนยันความถูกต้อง และไม่ขอรับผิดชอบต่อความเสียหายใดที่เกิดจากบทความชุดนี้ทั้งทางทรัพย์สิน ร่างกาย หรือจิตใจของผู้อ่านและผู้เกี่ยวข้อง