用C编写面向对象代码有哪些方法?特别是在多态性方面。


另请参阅此堆栈溢出问题C中的面向对象。


当前回答

我亲眼见过。我不推荐。c++最初是作为一个生成C代码的中间步骤的预处理器开始的。

本质上,您最终要做的是为所有方法创建一个调度表,其中存储函数引用。派生类需要复制这个分派表并替换您想要重写的条目,如果您的新“方法”想要调用基方法,则必须调用原始方法。最终,你要重写c++。

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我亲眼见过。我不推荐。c++最初是作为一个生成C代码的中间步骤的预处理器开始的。

本质上,您最终要做的是为所有方法创建一个调度表,其中存储函数引用。派生类需要复制这个分派表并替换您想要重写的条目,如果您的新“方法”想要调用基方法,则必须调用原始方法。最终,你要重写c++。

在Jim Larson 1996年在312节编程午餐研讨会上的演讲中有一个使用C进行继承的例子:高级和低级C。

既然你说的是多态性,那么是的,你可以,我们在c++出现之前几年就已经在做这类事情了。

基本上,你使用一个结构体来保存数据和一个函数指针列表,以指向该数据的相关函数。

因此,在一个通信类中,你会有一个打开、读、写和关闭调用,它将被维护为结构中的四个函数指针,与对象的数据一起,类似于:

typedef struct {
    int (*open)(void *self, char *fspec);
    int (*close)(void *self);
    int (*read)(void *self, void *buff, size_t max_sz, size_t *p_act_sz);
    int (*write)(void *self, void *buff, size_t max_sz, size_t *p_act_sz);
    // And data goes here.
} tCommClass;

tCommClass commRs232;
commRs232.open = &rs232Open;
: :
commRs232.write = &rs232Write;

tCommClass commTcp;
commTcp.open = &tcpOpen;
: :
commTcp.write = &tcpWrite;

当然,上面的那些代码段实际上是在诸如rs232Init()这样的“构造函数”中。

当你“继承”这个类时,你只需要改变指针指向你自己的函数。每个调用这些函数的人都会通过函数指针来做,给你你的多态性:

int stat = (commTcp.open)(commTcp, "bigiron.box.com:5000");

有点像手动虚表。

你甚至可以通过将指针设置为NULL来创建虚拟类——这与c++的行为略有不同(运行时的核心转储而不是编译时的错误)。

下面是一段演示它的示例代码。首先是顶级类结构:

#include <stdio.h>

// The top-level class.

typedef struct sCommClass {
    int (*open)(struct sCommClass *self, char *fspec);
} tCommClass;

然后我们有TCP '子类'的函数:

// Function for the TCP 'class'.

static int tcpOpen (tCommClass *tcp, char *fspec) {
    printf ("Opening TCP: %s\n", fspec);
    return 0;
}
static int tcpInit (tCommClass *tcp) {
    tcp->open = &tcpOpen;
    return 0;
}

HTTP也是一样:

// Function for the HTTP 'class'.

static int httpOpen (tCommClass *http, char *fspec) {
    printf ("Opening HTTP: %s\n", fspec);
    return 0;
}
static int httpInit (tCommClass *http) {
    http->open = &httpOpen;
    return 0;
}

最后是一个测试程序来展示它的作用:

// Test program.

int main (void) {
    int status;
    tCommClass commTcp, commHttp;

    // Same 'base' class but initialised to different sub-classes.

    tcpInit (&commTcp);
    httpInit (&commHttp);

    // Called in exactly the same manner.

    status = (commTcp.open)(&commTcp, "bigiron.box.com:5000");
    status = (commHttp.open)(&commHttp, "http://www.microsoft.com");

    return 0;
}

这将产生输出:

Opening TCP: bigiron.box.com:5000
Opening HTTP: http://www.microsoft.com

你可以看到不同的函数被调用,取决于子类。

看看GObject。它应该是C语言中的OO,是您正在寻找的东西的一个实现。如果你真的想要面向对象,那就使用c++或其他面向对象语言。如果您习惯了处理OO语言,那么GObject有时真的很难使用,但是像其他东西一样,您会习惯它的约定和流程。

我有点晚了,但我想分享我在这个主题上的经验:我这些天在使用嵌入式的东西,我唯一的(可靠的)编译器是C,所以我想在我用C编写的嵌入式项目中应用面向对象的方法。

到目前为止,我看到的大多数解决方案都大量使用类型转换,因此我们失去了类型安全:如果你犯了错误,编译器不会帮助你。这是完全不能接受的。

我的要求是:

尽可能避免类型转换,这样我们就不会失去类型安全; 多态:我们应该能够使用虚方法,类的用户不应该知道某个特定的方法是否是虚的; 多重继承:我不经常使用它,但有时我确实希望某个类实现多个接口(或扩展多个超类)。

我在本文中详细解释了我的方法:C语言中的面向对象编程;另外,还有一个工具可以自动生成基类和派生类的样板代码。