怎样在C语言里实现“面向对象编程”

有人觉得面向对象是C++/Java这样的高级语言的专利，实际不是这样。面向对象作为一种设计方法。是不限制语言的。仅仅能说，用C++/Java这样的语法来实现面向对象会更easy、更自然一些。

在本节中。就展示怎样在C语言中实现面向对象编程。这是一件吃力的工作。写这些的目的有两个：

① 更好的掌握C++中的class的概念。

学习了本章，就知道C程序猿的无耐。就知道为什么要发明一个class的概念、为什么要有成员函数等等。

② 为C程序猿提供一个參考设计。由在存在某些场合。仅仅同意用C语言来编程，不同意用C++来编程。

这时候，能够參考本篇的代码，用C的语法来模拟C++的类来实现面向对象编程。

本篇按从易到难的顺序，提供几种基于C struct的面向对象的写法。在本节的展示中，统一以.c后缀命名文件，也就是说。是以C语言的语法来书写代码。C语言和C++的struct写法略有差别，请參考附录《C++与C的差别》。

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1.1         第1种方法

这样的方法仅仅适合单一实例的对象。

以打印机Print对象为例，系统中仅仅存在一台打印机。此时按下面方法提供接口，

首先。给出printer.h，里面写明对外的接口。

/////////////////// printer.h begin ///////////////

#ifndef _PRINTER_H

#define _PRINTER_H

int pr_open();   // 打开打印机

void pr_close();  // 关闭打印机

void pr_print(const char* text); // 打印文本

#endif

/////////////////////////////////////////////////////

其次，给出printer.c，给出函数接口的实现。

因为没有办法操纵一台真实的打印机。那样代码太复杂，作者不easy理解。所以这里使用“虚拟打印机”的概念。所谓“打印”，仅仅是将文件写到指定的文件c:\printer.txt里，

/////////////////// printer.c ///////////////

#include <stdio.h>

#include "printer.h"

// 定义

typedef struct

{

FILE* outfile;

}printer_t;

// 定义唯一实例

static printer_t pr = { NULL };

// 打开打印机

int pr_open()

{

pr.outfile = fopen("c:/printer.txt", "ab");

if(pr.outfile == NULL)

return -1;

return 0;

}

// 关闭打印机

void pr_close()

{

if(pr.outfile)

{

fclose(pr.outfile);

pr.outfile = NULL;

}

}

// 打印文本

void pr_print(const char* text)

{

fprintf(pr.outfile, text);

}

/////////////////// ///////////////

在main.c中这么调用

/////////////////// main.c  ///////////////

#include "printer.h"

void main()

{

pr_open();  // 打开

pr_print("aaabbbccc\n"); // 输出文本

pr_close(); // 关闭

}

能够总结出这样的写法的特点：

(1) 尽管是面向对象。但仅仅有一个对象。该对象外部不可见；

(2) 外界仅仅能通过函数接口该对象的功能。能够发现，函数中并没有传入对象的指针。

1.2         第2种方法

当能够创建多个对象时。使用此种方法来实现。仍然前面的printer为例，事实上这个printer仅仅是一个“虚拟”的打印机。终于目标是输出到一个本地的文件。那么，能够同意创建多个printer对象的。

头文件printer.h中定义对象，在提供的接口函数都有对象指针，当中~open函数用于创建一个对象，~close用于销毁对象。

///////////////////printer.h  ///////////////

#ifndef _PRINTER_H

#define _PRINTER_H

#include <stdio.h>

typedef struct

{

FILE* outfile;

}printer_t;

printer_t* pr_open(const char* filename);   // 打开打印机

void pr_close(printer_t* pr);  // 关闭打印机

void pr_print(printer_t* pr, const char* text); // 打印文本

#endif

以下是它的实现，

///////////////////printer.c ///////////////

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include "printer.h"

// 打开打印机

printer_t* pr_open(const char* filename)

{

printer_t* pr = (printer_t*)malloc(sizeof(printer_t));

pr->outfile = fopen(filename, "ab");

if(!pr->outfile)

{

free(pr);

return NULL;

}

return pr;

}

// 关闭打印机

void pr_close(printer_t* pr)

{

fclose(pr->outfile);

free(pr);

}

// 打印文本

void pr_print(printer_t* pr, const char* text)

{

fprintf(pr->outfile, text);

}

在main.c的调用这个对象。

///////////////////main.c ///////////////

#include "printer.h"

void main()

{

printer_t* pr = pr_open("c:/1.txt");

pr_print(pr, "aaabbbccc\n");

pr_close(pr);

}

至此，面向对象已经比較完整，它有3个要素：

① 对象的创建：使用pr_open函数来创建一个对象，同意创建多个对象。

② 对象的销毁： 使用pr_close来销毁对象

③ 对象的功能接口： pr_print是其功能接口，注意这个函数的第一个參数就是指向了一个对象

1.3         第3种方法

这样的方法是对方法2的升级。理念和方法2一样。

它是在形式上和C++的class基本一致，也许能够说，C++的class是从这样的方法演化而来的。

。。

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