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。

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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。

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。

是的,但我从未见过有人尝试用C实现任何类型的多态性。

你可能会发现,查看苹果的Core Foundation api集文档会很有帮助。它是一个纯C API,但是许多类型都被桥接到Objective-C对象等价物上。

看看Objective-C本身的设计也会有帮助。它与c++有点不同,对象系统是根据C函数定义的,例如objc_msg_send用于调用对象上的方法。编译器将方括号语法转换为这些函数调用,因此您不必了解它,但考虑到您的问题,您可能会发现了解它在底层是如何工作的很有用。

我建议使用Objective-C,它是C的超集。

虽然Objective-C已经有30年的历史了,但它允许编写优雅的代码。

http://en.wikipedia.org/wiki/Objective-C