真的可以，用C语言实现面向对象编程OOP

ID：技术让梦想更伟大

作者:李肖遥

解释区分一下C语言和OOP

我们经常说C语言是面向过程的，而C＋＋是面向对象的，然而何为面向对象，什么又是面向过程呢？不管怎么样，我们最原始的目标只有一个就是实现我们所需要的功能，从这一点说它们是殊途同归的。过程与对象只是侧重点不同而已。

举个例子吧，我现在有个计划，要去北京，OOP语言是直接给你一个车，然后你自己设定路线去北京就好，而C语言是需要你自己制造零件，自己组装好车，然后再自己设定路线，最后到达北京。C语言比较费劲，但是程序的效率很高。

过程&对象？

一个对象就是由或多或少的针对这个对象的过程构成的，当然其中是少不了必要的属性。

一个过程是针对一个或者是多个对象所进行的操作。两者是可以互相转换的，关键是哪一种方式更能适合你现在的需求，更能让你的软件开发锦上添花。

我个人认为一般情况下，一个更容易扩展、维护的软件通常采用的是OOP的思想，添加一个原本不存在的相对无关单独的个体，总比在一个已经存在的过程内硬塞进去一个对象要简单；而且面向过程更容易导致混乱的维护。

举个例子，同样是一条河与一个湖泊，哪一个更容管理维护呢？我想答案是显而易见的。当然不管怎么样，软件本身设计架构的好坏也是非常重要的。

C语言的特性，实现OOP

C是一门面向过程的语言，但它依旧可以实现大多数面向对象所能完成的工作。比如面向对象的三大特性：封装、继承、多态。我们以下图来写代码举例子

封装

由于面象向对象是将数据与方法封装到一个类里。使用者无需关心类是怎么实现的。在 C_OOP 中贯彻了这一思想，C中有一种复杂的数据结构叫做struct。struct是C里面的结构体。

如上图假如我们要对鸟bird进行封装，bird可能包括姓名、颜色、栖息地、重量、属性等信息。我们就可以对它封装如下：

struct Bird{
    char name[20];//姓名
    char color;    //颜色
    char addr[30];    //栖息地
    int weight;        //体重
    int other;      //属性
};

当我们要像OOP那样新建一个对象时，我们就可以：

struct Bird p;

我们就可以直接对p进行赋值：

p.name = "bird";
p.color = 'b';  //'b' = black; 'g' = green
p.addr = 'w';
p.weight = 175;
p.other = 1;

继承

在常见用C语言实现继承的机制中，多半是用结构体组合实现的，同样利用struct，我们来创建一个Bird结构，同时继承结构体Bird，如下：

struct fBird{
    struct Bird p;
    char fly[20]; //飞翔
    int scream;        //鸣叫
};

对Bird进行创建对象，并赋值：

struct fBird s;
s.p.name = "bird";
s.p.color = 'b';
s.p.other = 25;
s.p.weight = 65;
s.fly = "0618";
s.scream = 90;

多态

C_OOP中的一个核心就是多态，C中对于多态的实现可以借助函数指针来实现。为了简单起见，我们假设Bird这个结构体中，只有一个函数指针。

struct Bird{
    void (*print)(void *p);
};

struct fBird{
    struct Bird p;
};

而Bird和fBird这两个结构体的print函数实现如下：

void printBird(void *Bird){
    if(NULL == Bird)
        return ;
    struct Bird *p = (struct Bird *)Bird;
    printf("run in the Bird!!\n");
}
void printfBird(void *Bird){
    if(NULL == Bird)
        return ;
    struct Bird *p = (struct Bird *)Bird;
    printf("run in the fBird!!\n");
}

我们写一个函数来调用他们：

void print(void *Bird){
    if(NULL == Bird)
        return ;
    struct Bird *p = (struct Bird *)Bird;
    p->print(Bird);
}
int main(){
    struct Bird bird;
    struct fBird fbird;
    Bird.print = printBird;
    fBird.p.print = printfBird;

    print(&bird);    //实参为Bird的对象
    print(&fbird);  //实参为fBird的对象

    return 0;
}

他们的输出为：

cpp;gutter:true; run in the Bird!!</p> <p>run in the fBird!!</p> <pre><code> 其实这个也不难理解，无论是fBird还是Bird，他们在内存中只有一个变量，就是那个函数指针，而void _表示任何类型的指针，当我们将它强制转换成struct Bird_类型时，p->print指向的自然就是传入实参的print地址。 ## OOP真的那么重要？ 从大学到工作至今，在嵌入式领域中一直是使用C语言，而我在学习C＋＋的过程中，看的代码越多，代码量越大，越来越觉得C＋＋对于大型软件架构的良好可控性，和对以后程序员维护代码时良好的可读性； 个人认为：C语言中最大的成功在于它的指针，但是也是最容易出错的，想要理解C，必须要掌握指针。虽然说，语言只是一门工具，但是这是基础 ![真的可以，用C语言实现面向对象编程OOP](https://johngo-pic.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/articles/20230526/563126-20200702104030632-516466318.png) 或者你可以说C太底层，现在都是OOP的时代了，谁还会用面向过程的,你们不要忘了操作系统是用什么写的？是C；C实现的nginx的并发量是C++实现的apache的几十倍,关键是要理解语言背后的思想。 当然这不是为了OOP而OOP，实在是OOP的一些特征，例如封装，多态其实是软件工程思想，这些思想不分语言，遵循了这些思想可以使得程序更有弹性，更易修改和维护，避免僵化，脆弱的性质。 ## 嵌入式C语言使用OOP的一些思考 然而就目前来说，在嵌入式领域广泛的使用C＋＋显然是不现实的事情。在一个到处是OOP的年代，为何面向过程的C语言依然可以如此活跃？ 我们可以用它来开发一系列的小工具，Unix/Linux就是由这些小工具组成的操作系统；同时用C语言可以开发高性能的应用程序。 C语言良好的可移植性，小巧灵活，而且还有一个直接与硬件打交道的指针的存在，对内存等良好的操作性以及执行之速度快，是嵌入式开发唯有的高级语言，均是一般嵌入式产品的不二首选。 ## LW_OOPC->C语言的面对对象 LW_OOPC是台湾的MISOO团队根据多年研发经验，总结出来的一种轻便的面向对象的C语言。虽然不足以提供足够的能力使我们实现面向对象所有的概念，但是我们依然可以应用它们完成我们简单的面向对象思想的构建。 lw_oopc仅用了2个文件，.h及.c文件就实现了面向对象的三大因素，实现过程极为简洁又富含技巧。lw_oopc说白了，就是定义了一堆宏，使用起来也就是调用这些宏。 </code></pre> <p>//| INTERFACE | 接口 //---------------------------------------------------------------------- //| CLASS | 类 //---------------------------------------------------------------------- //| CTOR | 构造器开始 //---------------------------------------------------------------------- //| END_CTOR | 构造器截止 //---------------------------------------------------------------------- //| FUNCTION_SETTING | 关联成员函数指针 //---------------------------------------------------------------------- //| IMPLEMENTS | 继承 //---------------------------------------------------------------------- //| DTOR | 为了支持析构函数的概念 //| END_DTOR | //---------------------------------------------------------------------- //| ABS_CLASS | 为了支持抽象类的概念 //---------------------------------------------------------------------- //| ABS_CTOR | 为了支持可继承的抽象类的构造函数 //| END_ABS_CTOR | //---------------------------------------------------------------------- //| EXTENDS | 为了让熟悉Java的人容易理解（与IMPLEMENTS宏等同） //---------------------------------------------------------------------- //| SUPER_CTOR | 为了支持子类调用父类的构造函数</p> <p>//---------------------------------------------------------------------- //| SUPER_PTR | 为了支持向上转型 //| SUPER_PTR_2 | //| SUPER_PTR_3 | //---------------------------------------------------------------------- //| SUB_PTR | 为了支持向下转型 //| SUB_PTR_2 | //| SUB_PTR_3 | //---------------------------------------------------------------------- //| INHERIT_FROM | 为了支持访问直接父类的数据成员 //----------------------------------------------------------------------</p> <pre><code> </code></pre> <p>下面是对LW_OOPC的简单的分析。</p> <pre><code> ### LW_OOPC概述 简单来说它主要是一个头文件，我们通过对这个头文件的使用来实现面向对象。 </code></pre> <p>//lw_oopc.h : MISOO团队设计的C宏</p> <h1>include</h1> <h1>ifndef LW_OOPC</h1> <h1>define LW_OOPC</h1> <h1>define CLASS(type) /</h1> <p>typedef struct type type; / struct type</p> <h1>define CTOR(type) /</h1> <p>void<em> type##New() / { / struct type </em>t; / t = (struct type*)malloc(sizeof(struct type));</p> <h1>define CTOR2(type, type2) /</h1> <p>void<em> type2##New() / { / struct type </em>t; / t = (struct type*)malloc(sizeof(struct type));</p> <h1>define END_CTOR return (void*)t; }</h1> <h1>define FUNCTION_SETTING(f1, f2) t->f1 = f2;</h1> <h1>define IMPLEMENTS(type) struct type type</h1> <h1>define INTERFACE(type) struct type</h1> <h1>endif</h1> <p>/<em> lw_oopc.h </em>/</p> <pre><code> </code></pre> <p>下面一段代码是简单的OOPC的应用:</p> <pre><code> </code></pre> <p>// Circle.c</p> <h1>include</h1> <h1>include "lw_oop.h"</h1> <h1>define PI 3.1415926</h1> <p>CLASS(Circle) { double (*cal_area)(double); }</p> <p>double circle_cal_area(double radius) { return PI<em>r</em>r; }</p> <p>CTOR(Circle) FUNCTION_SETTING(cal_area, circle_cal_area) END_CTOR</p> <pre><code> </code></pre> <p>int main() { double area = 0.0; Circle *pc;</p> <pre><code> pc = (Circle*)CircleNew(); area = pc->cal_area(10); printf("area = %f/n", area); return 0; </code></pre> <p>}</p> <pre><code> ### 接口的实现 在OOP程序中，通常是通过类定义和接口定义来实现的。 </code></pre> <p>//IA.h</p> <h1>include "lw_oopc.h"</h1> <p>INTERFACE(IA) { void (<em>init)(void</em>, double); double (<em>cal_area)(void</em>); double (<em>cal_permimeter)(void</em>); }</p> <pre><code> </code></pre> <p>//circle.c</p> <h1>include "IA.h"</h1> <h1>define PI 3.1415926</h1> <p>CLASS(Circle) { IMPLEMENTS(IA); double radius; }</p> <p>static void circle_init(void<em> circle, double radius) { Circle </em>_this = (Circle*)circle;</p> <p>_this->radius = radius; }</p> <p>static double circle_cal_area(void<em> circle) { Circle </em>_this = (Circle*)circle;</p> <p>return PI<em>_this->radius</em>_this->radius; }</p> <p>static double circle_cal_permimeter(void<em> circle) { Circle </em>_this = (Circle*)circle;</p> <p>return 2<em>PI</em>_this->radius; }</p> <p>CTOR(Circle) FUNCTION_SETTING(IA.init, circle_init) FUNCTION_SETTING(IA.cal_area, circle_cal_area) FUNCTION_SETTING(IA.cal_permimeter, circle_cal_permimeter) END_CTOR</p> <pre><code> </code></pre> <p>//main.c</p> <h1>include</h1> <h1>include "IA.h"</h1> <p>void print_area(IA* pi) { printf("area = %f/n", pi->cal_area(pi)); }</p> <p>int main() { IA *pc = NULL;</p> <p>pc = (IA*)CircleNew(); pc->init(pc, 10.0);</p> <p>print_area(); return 0; }</p> <pre><code> ## 总结 语言只是一种工具，任何语言之间都是相通的，一通则百通，关键是要理解语言背后的思想，理解其思想，任何语言，拿来用就行了。语言没有好坏之分，任何语言既然存在自然有它存在的 </code></pre> <p>关注微信公众号『技术让梦想更伟大』，后台回复"m"查看更多内容，回复"加群"加入技术交流群。

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Original: https://www.cnblogs.com/lihuidashen/p/13223429.html
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