使用C語(yǔ)言怎么實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο缶幊蘋OP

本篇文章為大家展示了使用C語(yǔ)言怎么實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο缶幊蘋OP，內(nèi)容簡(jiǎn)明扼要并且容易理解，絕對(duì)能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細(xì)介紹希望你能有所收獲。

過程&對(duì)象？

一個(gè)對(duì)象就是由或多或少的針對(duì)這個(gè)對(duì)象的過程構(gòu)成的，當(dāng)然其中是少不了必要的屬性。

一個(gè)過程是針對(duì)一個(gè)或者是多個(gè)對(duì)象所進(jìn)行的操作。兩者是可以互相轉(zhuǎn)換的，關(guān)鍵是哪一種方式更能適合你現(xiàn)在的需求，更能讓你的軟件開發(fā)錦上添花。

我個(gè)人認(rèn)為一般情況下，一個(gè)更容易擴(kuò)展、維護(hù)的軟件通常采用的是OOP的思想，添加一個(gè)原本不存在的相對(duì)無關(guān)單獨(dú)的個(gè)體，總比在一個(gè)已經(jīng)存在的過程內(nèi)硬塞進(jìn)去一個(gè)對(duì)象要簡(jiǎn)單；而且面向過程更容易導(dǎo)致混亂的維護(hù)。

舉個(gè)例子，同樣是一條河與一個(gè)湖泊，哪一個(gè)更容管理維護(hù)呢？我想答案是顯而易見的。當(dāng)然不管怎么樣，軟件本身設(shè)計(jì)架構(gòu)的好壞也是非常重要的。

C語(yǔ)言的特性，實(shí)現(xiàn)OOP

C是一門面向過程的語(yǔ)言，但它依舊可以實(shí)現(xiàn)大多數(shù)面向?qū)ο笏芡瓿傻墓ぷ鳌１热缑嫦驅(qū)ο蟮娜筇匦裕悍庋b、繼承、多態(tài)。我們以下圖來寫代碼舉例子。

封裝

由于面象向?qū)ο笫菍?shù)據(jù)與方法封裝到一個(gè)類里。使用者無需關(guān)心類是怎么實(shí)現(xiàn)的。在 C_OOP 中貫徹了這一思想，C中有一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)叫做struct。struct是C里面的結(jié)構(gòu)體。

如上圖假如我們要對(duì)鳥bird進(jìn)行封裝，bird可能包括姓名、顏色、棲息地、重量、屬性等信息。我們就可以對(duì)它封裝如下：

struct Bird{      char name[20];//姓名      char color;    //顏色         char addr[30];    //棲息地      int weight;        //體重      int other;      //屬性  };

當(dāng)我們要像OOP那樣新建一個(gè)對(duì)象時(shí)，我們就可以：

struct Bird p;

我們就可以直接對(duì)p進(jìn)行賦值：

p.name = "bird";  p.color = 'b';  //'b' = black; 'g' = green  p.addr = 'w';    p.weight = 175;  p.other = 1;

繼承

在常見用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)繼承的機(jī)制中，多半是用結(jié)構(gòu)體組合實(shí)現(xiàn)的，同樣利用struct，我們來創(chuàng)建一個(gè)Bird結(jié)構(gòu)，同時(shí)繼承結(jié)構(gòu)體Bird，如下：

struct fBird{      struct Bird p;      char fly[20]; //飛翔      int scream;        //鳴叫  };

對(duì)Bird進(jìn)行創(chuàng)建對(duì)象，并賦值：

struct fBird s;  s.p.name = "bird";  s.p.color = 'b';  s.p.other = 25;  s.p.weight = 65;  s.fly = "0618";  s.scream = 90;

多態(tài)

C_OOP中的一個(gè)核心就是多態(tài)，C中對(duì)于多態(tài)的實(shí)現(xiàn)可以借助函數(shù)指針來實(shí)現(xiàn)。為了簡(jiǎn)單起見，我們假設(shè)Bird這個(gè)結(jié)構(gòu)體中，只有一個(gè)函數(shù)指針。

struct Bird{      void (*print)(void *p);  };  struct fBird{      struct Bird p;  };

而Bird和fBird這兩個(gè)結(jié)構(gòu)體的print函數(shù)實(shí)現(xiàn)如下：

void printBird(void *Bird){      if(NULL == Bird)          return ;      struct Bird *p = (struct Bird *)Bird;      printf("run in the Bird!!\n");  }  void printfBird(void *Bird){      if(NULL == Bird)          return ;      struct Bird *p = (struct Bird *)Bird;      printf("run in the fBird!!\n");  }

我們寫一個(gè)函數(shù)來調(diào)用他們：

void print(void *Bird){      if(NULL == Bird)          return ;      struct Bird *p = (struct Bird *)Bird;      p->print(Bird);  }  int main(){      struct Bird bird;      struct fBird fbird;      Bird.print = printBird;      fBird.p.print = printfBird;      print(&bird);    //實(shí)參為Bird的對(duì)象      print(&fbird);  //實(shí)參為fBird的對(duì)象      return 0;  }

他們的輸出為：

run in the Bird!!  run in the fBird!!

其實(shí)這個(gè)也不難理解，無論是fBird還是Bird，他們?cè)趦?nèi)存中只有一個(gè)變量，就是那個(gè)函數(shù)指針，而void表示任何類型的指針，當(dāng)我們將它強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成struct Bird類型時(shí)，p->print指向的自然就是傳入實(shí)參的print地址。

OOP真的那么重要？

從大學(xué)到工作至今，在嵌入式領(lǐng)域中一直是使用C語(yǔ)言，而我在學(xué)習(xí)C＋＋的過程中，看的代碼越多，代碼量越大，越來越覺得C＋＋對(duì)于大型軟件架構(gòu)的良好可控性，和對(duì)以后程序員維護(hù)代碼時(shí)良好的可讀性；

個(gè)人認(rèn)為：C語(yǔ)言中最大的成功在于它的指針，但是也是最容易出錯(cuò)的，想要理解C，必須要掌握指針。雖然說，語(yǔ)言只是一門工具，但是這是基礎(chǔ).

或者你可以說C太底層，現(xiàn)在都是OOP的時(shí)代了，誰(shuí)還會(huì)用面向過程的,你們不要忘了操作系統(tǒng)是用什么寫的？是C；C實(shí)現(xiàn)的nginx的并發(fā)量是C++實(shí)現(xiàn)的apache的幾十倍,關(guān)鍵是要理解語(yǔ)言背后的思想。

當(dāng)然這不是為了OOP而OOP，實(shí)在是OOP的一些特征，例如封裝，多態(tài)其實(shí)是軟件工程思想，這些思想不分語(yǔ)言，遵循了這些思想可以使得程序更有彈性，更易修改和維護(hù)，避免僵化，脆弱的性質(zhì)。

嵌入式C語(yǔ)言使用OOP的一些思考

然而就目前來說，在嵌入式領(lǐng)域廣泛的使用C＋＋顯然是不現(xiàn)實(shí)的事情。在一個(gè)到處是OOP的年代，為何面向過程的C語(yǔ)言依然可以如此活躍？

我們可以用它來開發(fā)一系列的小工具，Unix/Linux就是由這些小工具組成的操作系統(tǒng)；同時(shí)用C語(yǔ)言可以開發(fā)高性能的應(yīng)用程序。

C語(yǔ)言良好的可移植性，小巧靈活，而且還有一個(gè)直接與硬件打交道的指針的存在，對(duì)內(nèi)存等良好的操作性以及執(zhí)行之速度快，是嵌入式開發(fā)唯有的高級(jí)語(yǔ)言，均是一般嵌入式產(chǎn)品的不二首選。

LW_OOPC->C語(yǔ)言的面對(duì)對(duì)象

LW_OOPC是臺(tái)灣的MISOO團(tuán)隊(duì)根據(jù)多年研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出來的一種輕便的面向?qū)ο蟮腃語(yǔ)言。雖然不足以提供足夠的能力使我們實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο笏械母拍睿俏覀円廊豢梢詰?yīng)用它們完成我們簡(jiǎn)單的面向?qū)ο笏枷氲臉?gòu)建。

lw_oopc僅用了2個(gè)文件，.h及.c文件就實(shí)現(xiàn)了面向?qū)ο蟮娜笠蛩?，?shí)現(xiàn)過程極為簡(jiǎn)潔又富含技巧。lw_oopc說白了，就是定義了一堆宏，使用起來也就是調(diào)用這些宏。

//| INTERFACE                 | 接口  //----------------------------------------------------------------------  //| CLASS                     | 類  //----------------------------------------------------------------------  //| CTOR                      | 構(gòu)造器開始  //----------------------------------------------------------------------   //| END_CTOR                  | 構(gòu)造器截止  //----------------------------------------------------------------------  //| FUNCTION_SETTING          | 關(guān)聯(lián)成員函數(shù)指針  //----------------------------------------------------------------------  //| IMPLEMENTS                | 繼承  //----------------------------------------------------------------------  //| DTOR                      | 為了支持析構(gòu)函數(shù)的概念  //| END_DTOR                  |                                                //----------------------------------------------------------------------  //| ABS_CLASS                 | 為了支持抽象類的概念     //----------------------------------------------------------------------  //| ABS_CTOR                  | 為了支持可繼承的抽象類的構(gòu)造函數(shù)  //| END_ABS_CTOR              |                           //----------------------------------------------------------------------  //| EXTENDS                   | 為了讓熟悉Java的人容易理解（與IMPLEMENTS宏等同）    //----------------------------------------------------------------------  //| SUPER_CTOR                | 為了支持子類調(diào)用父類的構(gòu)造函數(shù)  //----------------------------------------------------------------------  //| SUPER_PTR                 | 為了支持向上轉(zhuǎn)型       //| SUPER_PTR_2               |       //| SUPER_PTR_3               |   //----------------------------------------------------------------------  //| SUB_PTR                   | 為了支持向下轉(zhuǎn)型     //| SUB_PTR_2                 |                         //| SUB_PTR_3                 |                                          //----------------------------------------------------------------------  //| INHERIT_FROM              | 為了支持訪問直接父類的數(shù)據(jù)成員  //----------------------------------------------------------------------

下面是對(duì)LW_OOPC的簡(jiǎn)單的分析。

LW_OOPC概述

簡(jiǎn)單來說它主要是一個(gè)頭文件，我們通過對(duì)這個(gè)頭文件的使用來實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο蟆?/p>

//lw_oopc.h : MISOO團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的C宏  #include  #ifndef LW_OOPC  #define LW_OOPC  #define CLASS(type)       /  typedef struct type type; /  struct type  #define CTOR(type)        /  void* type##New()         /  {                         /    struct type *t;        /    t = (struct type*)malloc(sizeof(struct type));  #define CTOR2(type, type2)     /  void* type2##New()             /  {                              /    struct type *t;             /    t = (struct type*)malloc(sizeof(struct type));    #define END_CTOR return (void*)t; }  #define FUNCTION_SETTING(f1, f2) t->f1 = f2;  #define IMPLEMENTS(type) struct type type  #define INTERFACE(type) struct type  #endif  /*          lw_oopc.h               */

下面一段代碼是簡(jiǎn)單的OOPC的應(yīng)用:

// Circle.c     #include  #include "lw_oop.h"  #define PI 3.1415926  CLASS(Circle)  {    double (*cal_area)(double);  }  double circle_cal_area(double radius)  {    return PI*r*r;  }  CTOR(Circle)   FUNCTION_SETTING(cal_area, circle_cal_area)  END_CTOR  int main()  {       double area = 0.0;       Circle *pc;         pc = (Circle*)CircleNew();       area = pc->cal_area(10);       printf("area = %f/n", area);       return 0;  }

接口的實(shí)現(xiàn)

在OOP程序中，通常是通過類定義和接口定義來實(shí)現(xiàn)的。

//IA.h    #include "lw_oopc.h"  INTERFACE(IA)  {     void   (*init)(void*, double);     double (*cal_area)(void*);     double (*cal_permimeter)(void*);  }

//circle.c   #include "IA.h"  #define PI 3.1415926  CLASS(Circle)  {    IMPLEMENTS(IA);    double radius;  }  static void circle_init(void* circle, double radius) {    Circle *_this = (Circle*)circle;    _this->radiusradius = radius;  }  static double circle_cal_area(void* circle)  {    Circle *_this = (Circle*)circle;    return PI*_this->radius*_this->radius;  }  static double circle_cal_permimeter(void* circle)  {    Circle *_this = (Circle*)circle;    return 2*PI*_this->radius;  }  CTOR(Circle)    FUNCTION_SETTING(IA.init, circle_init)    FUNCTION_SETTING(IA.cal_area, circle_cal_area)    FUNCTION_SETTING(IA.cal_permimeter, circle_cal_permimeter)  END_CTOR

//main.c  #include  #include “IA.h”  void print_area(IA* pi)  {      printf("area = %f/n", pi->cal_area(pi));  }  int main()  {    IA *pc = NULL;    pc = (IA*)CircleNew();    pc->init(pc, 10.0);    print_area();    return 0;  }

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