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

OOP只是一个范例,在程序中数据比代码更重要。OOP不是一种语言。因此,就像普通C是一种简单的语言一样,普通C中的OOP也很简单。

其他回答

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++。

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。

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。

您可能需要做的一件事是研究X Window的Xt工具包的实现。当然,它已经很老了,但是许多使用的结构都是在传统的c语言中以面向对象的方式设计的。一般来说,这意味着在这里或那里添加一个额外的间接层,并设计相互覆盖的结构。

你真的可以在C语言中以面向对象的方式做很多事情,即使有时感觉,面向对象的概念并没有完全从#include<favorite_OO_Guru.h>的思想中涌现出来。它们确实构成了当时许多公认的最佳实践。面向对象语言和系统只是提炼和放大了当时编程时代精神的一部分。

如果您确信面向对象的方法对于您正在尝试解决的问题更优越,那么为什么还要尝试使用非面向对象的语言来解决它呢?看来你用错工具了。使用c++或其他面向对象的C语言变体。

如果你问这个问题是因为你要开始在一个已经存在的用C编写的大型项目上编写代码,那么你不应该试图将你自己的(或其他人的)OOP范式强加到项目的基础设施中。遵循项目中已经存在的指导方针。一般来说,干净的api和独立的库和模块将有助于实现干净的面向对象的设计。

如果,在所有这些之后,你真的打算做OOP C,请阅读这篇文章(PDF)。