C语言的面向对象编程（一）

一、前言对于编程而言，重要的是解决问题的方式，而不是语言本身。面向对象与面向过程是解决问题和思考问题的方式。C语言常说是面向过程开发的语言，因为其缺少很多对于面向对象特性的支持。但，这并不影响我们采用面向对象的方式，使用C语言编程。二、基本介绍在C语言中，采用面向对象开发，有两个地方是要明白的：1、结构体，2、函数指针变量。结构体：结构体是对于内存的一种组织方式，结构体成员可以是多个不同类型的变量（这是与数组最大的区别，数组中可以包含多个的变量，但只能是同一种类型）。这样使用结构体做到将多个相关的数据集合（封装）到一起。便于记忆与管理。函数指针变量：函数指针变量，是一个可以存放函数地址的指针变量。因为它是变量，所以可以被重新赋值；因为它是指针变量，所以可以间接寻址；因为它是函数指针变量，可以将函数地址赋值给它，并通过对它的访问，实现调用函数的目的。由于结构体本身不能定义函数，那么没有办法将函数直接集合（封装）到结构体中。但是，函数指针变量给我们提供了一个间接将函数集合（封装）到一起的方式。我们可以通过调用函数指针变量，实现调用函数的目的。struct struct_test { uint8_t type; uint16_t counter; uint32_t size; void (*fun)(void *input);};struct struct_test test;测试内存（Ubuntu gcc编译）分布如下：test size:12type:0xbff9fb64 /* 这里进行了字节对齐，多加了一个字节 */counter:0xbff9fb66size:0xbff9fb68fun:0xbff9fb6c三、简单实现面向对象的本质是对数据和方法（函数）的隐藏，避免对细节的了解。而这一点，正是结构体结合函数指针变量可以做到的。在这里，着重于对于数据和方法（函数）的隐藏来谈论C语言面面向对象的简单实现。暂时不去谈论，关于面向对象的其他特性例如：继承，组合，多态等。在C的模块化编程中，将一个.c和.h文件看作一个模块，在实现的时候，尽量使用局部静态变量，减少对外的函数接口，同时尽可能少的调用其它模块中的函数，避免受到其他模块的影响（也即，低耦合，高内聚）。C的面向对象编程与模块化编程，都是为了解决降低编程复杂度，减轻同一时间需要记忆的工作量，所以他们可以也应该联合使用。简单的例子：有一个.c文件oo_test.c#include "oo_test.h"static struct oo_test oo;/* struct oo_test oo; *//*void oo_test_init(void){ oo.type = 0; oo.counter = 0; oo.fun = &test;}*/struct oo_test *oo_test_init(void){ oo.type = 0; oo.counter = 0; oo.fun = &test; return &oo;}static void test(void *input){ …;}有一个.h文件oo_test.h#ifndef OO_TEST_H#define OO_TEST_H#include "stdint.h"struct oo_test { uint8_t type; uint16_t counter; void (*fun)(void *input);};struct oo_test *oo_test_init(void);/* #define OO oo *//* extern struct oo_test oo; */#endif其他文件使用：xx.c……struct oo_test *oo = oo_test_init();oo.fun();/* oo_test_init(); *//* OO.fun(); */……(注释中，是另一个种实现方式，这两种方式各有所取。根据使用的情况下，适当选择)在上边提到的简单的例子中，首先避免了C编程中全局变量的问题，通过局部静态变量实现信息传递，做到数据的隐藏；其次减少C编程中对外的函数接口（这一点是模块化编程，与面向对象编程都强调的一点：减少对外的接口，隐藏内部函数）。四、参考Contiki操作系统；《Make Embedded System》。