用C 语言实现面向对象编程

IMPLEMENTS(BASE)
#ifndef LW_OOPC_PURE_STATIC #ifndef LW_OOPC_STATIC #define New(Class) Class##New() #endif #endif
//--对象动态构造宏
2、类的实例化必须有 3 步：定义、构造、初始化。尤其初始化时候通常是通过指针的应用来实现
用 C 语言实现面向对象编程 (合肥工业大学 潘秀才) 我曾经在嵌入式控制系统工作过，苦于嵌入式系统编程一直是 C 语言，而没法用 C++或其他高级 语言的面向对象方法编程。经过研究生的学习和探索，偶然间发现高焕堂老师写 OOPC（面向对象 C 编程） ，感觉不错。遗憾的是上面没有提供继承的方法。根据本人的研究，在高老师的基础上，提出一 种可行而且结构明了的继承实现方法。至此，C 的 OO 编程中的封装、继承、多态都全实现了。现在 本人将其总结如下，希望对大家有帮助。 一、类的封装实现：借用高焕堂的宏头文件，类很容易封装为如下的格式 1、类的定义，其中 CLASS() 是 lw_oopc_kc.h 中定义的宏 #include "lw_oopc_kc.h" CLASS(A) { int a; void(*init)(void*,int); void(*put)(void*); }; 2、成员函数的实现 类的封装实质是用借用 struct 结构体，用函数指针来表示 C++中类的方法（成员函数） 。接下来给 类 A 的方法写实体函数。 void init_A(void *t,int x) { A *cthis = (A*)t; cthis->a = x; } void put_A(void*t) { A *cthis = (A*)t; printf(" %d ",cthis->a); } 3、类（结构体）中的函数指针与实现函数的关联 通过下面的宏把类的方法（函数指针）和实现函数关联： CTOR(A) FUNCTION_SETTING (init, init_A); FUNCTION_SETTING (put, put_A); END_CTOR
1
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
4、对象的定义、构造和初始化 如果没有这个连接处理，类（实际是 struct）中的函数指针就没有函数的功能。函数 init_A() 是 XXX_A() 的命名模式，是指明 XXX_A()属于 A 类的函数，方便程序的理解和维护。下面就是要构造 类。在 C++中这个工作系统自动调用构造函数实现而在 C 中，这个过程智能显示调用来实现。借助 lw_oopc_kc.h （或"lw_oopc.h"）可以利用宏 CLASS_CTOR(class，obj)来将定义的对象进行构造，使之 有数据的同时有方法的功能。实例化一个对象 3 步子如下： A aa1; CLASS_CTOR(A，aa1); aa1.init(&aa1, 10); // 1、定义对象 // 2、构造对象—使得函数指针和函数关联 // 3、初始化对象的成员变量，注意要： &aa1（取地址）
//---子类调用父类的方式 //---输出类成员值
2
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
3、子类的构造函数，和无继承类一样，将函数指针和函数关联 CTOR(B) FUNCTION_SETTING (init, init_B); //---函数指针和函数关联的宏 FUNCTION_SETTING (put, put_B); END_CTOR 说明：对基类的构造，不能在子类的构造宏 CTOR(B) 和 END_CTOR 之间进行，因为那时候子类 B 没有实例化，故没有实体对象，CLASS_CTOR(A, cthis->A);不能放在里面，只好放在 init_B() 函数里面，因为那时候 B 类已经有实例化对象了。这样的做法与 C++的做法不一样。C++在构造 B 的对象时，先调用 A 类的构造函数实例化对象中的基类部分。下面为 main()函数的调用处理： int main() { A aa1; B b； CLASS_CTOR(A,aa1); //--构造 aa1 对象 aa1.init(&aa1,5); //--初始化 aa1 对象 aa1.put(&aa1); //--调用 aa1 对象的成员函数 CLASS_CTOR(B, b); b.init(&b,100,78); b.put(&b); b.A.put(&b.A); return 0; ｝ 输出结果为：5 //---构造 b 对象 //--初始化 b 对象，包括基类 A 的构造和初始化 //--调用 b 对象成员函数 //--调用 b 对象的基类成员函数
5
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
对类内部成员的访问。 3、继承实现方法：用父类名在子类中定义一个对象作为子类的一个成员变量，通过拥有该对象实 现子类对父类功能的拥有，即继承。 注意：子类成员中用父类定义的对象，其构造函数要放在子类的初始化函数里（本人的解决方 法） ，因为子类的构造函数通过宏实现，不能直接调用父类的构造函数（如果您有更好办法，请和 给大家分享） 。 5、 函数和函数指针的写法：将函数名变为指针，函数参数只要参数说明。 e.g. double GetResult(double a,double b) 转为函数指针为： double （* GetResult）(double, double） ； -----------------------------------------------------------------------------------附：lw_oopc_kc.h 宏文件内容 /* lw_oopc_kc.h */ #ifndef _LW_OOPC_H #define _LW_OOPC_H #include <stdlib.h> #define CLASS(type) \ typedef struct type type; \ struct type #ifndef LW_OOPC_PURE_STATIC #ifndef LW_OOPC_STATIC #ifndef LW_OOPC_DYNAMIC #define CTOR(type) \ void* type##Setting(type*); \ void* type##New()\ { \ struct type *t; \ t = (struct type *)malloc(sizeof(struct type)); \ return type##Setting(t); \ } \ void* type##Setting(type *t) \ { #else #define CTOR(type) \ void* type##New()\ { \ struct type *t; \ t = (struct type *)malloc(sizeof(struct type)); #endif #else #define CTOR(type) \
3
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
2、 在加法类 Add 中实现接口 IOPERATOR /***** Add.C ***/ #include "lw_oopc_kc.h" #include"operater.h" // 头文件顺序很重要，lw_oopc_kc.h 在前，原因很简单不解释 #include "classes.h" /************************** 类 Add 定义在 classes.h 中 CLASS(Add) { IMPLEMENTS(IOPERATOR); };************/ static double GetResult(double a,double b) { return (a+b); } CTOR(Add) FUNCTION_SETTING(IOPERATOR.GetResult,GetResult); END_CTOR /***----- END OF ADD.C-----****/ 3、 在减法类 Sub 中实现接口 IOPERATOR /***--- Sub.c ---******/ #include "lw_oopc_kc.h" #include"operater.h" #include "classes.h" /***********类 Sub 定义在 classes.h 中 CLASS(Sub) { IMPLEMENTS(IOPERATOR); };*/ static double GetResult(double a,double b) { return (a-b); } CTOR(Sub) FUNCTION_SETTING(IOPERATOR.GetResult,GetResult); END_CTOR /***----- END OF Sub.C-----****/
int a = 10, b=5; int c1,c2; IOPERATOR *poper; Add A； Sub S；
//--定义接口指针，用指针实现多态 //---对象 A 成员函数实现加法 //---对象 B 成员函数实现减法
CLASS_CTOR(Add, A); CLASS_CTOR(Sub, S); //---静态内存处理方法 poper = &A; //也可以动态内存方法：oper = New(Add); 记得 free（） c1 = (poper->GetResult(a,b)); // c1 的结果 = 15 （ a+b） poper = &S; c2 = poper->GetResult(a,b); // c2 结果= 5 （a-b） return 0; } /***----- END OF main.C-----****/ 总结： 1、在 lw_oopc_kc.h 的基础上，为了增加可理解性，不改变原作含义为前提下，增加了以下宏 #define CLASS_CTOR(Class,obj) #define INHERIT(BASE) Class##Setting(&obj) //--对象的构造宏 //---类继承宏