解釋區(qū)分一下C語言和OOP我們經(jīng)常說C語言是面向過程的,而C++是面向?qū)ο蟮模欢螢槊嫦驅(qū)ο螅裁从质敲嫦蜻^程呢?不管怎么樣,我們最原始的目標(biāo)只有一個(gè)就是實(shí)現(xiàn)我們所需要的功能,從這一點(diǎn)說它們是殊途同歸的。過程與對象只是側(cè)重點(diǎn)不同而已。
舉個(gè)例子吧,我現(xiàn)在有個(gè)計(jì)劃,要去北京,OOP語言是直接給你一個(gè)車,然后你自己設(shè)定路線去北京就好,而C語言是需要你自己制造零件,自己組裝好車,然后再自己設(shè)定路線,最后到達(dá)北京。C語言比較費(fèi)勁,但是程序的效率很高。
過程&對象?一個(gè)對象就是由或多或少的針對這個(gè)對象的過程構(gòu)成的,當(dāng)然其中是少不了必要的屬性。
一個(gè)過程是針對一個(gè)或者是多個(gè)對象所進(jìn)行的操作。兩者是可以互相轉(zhuǎn)換的,關(guān)鍵是哪一種方式更能適合你現(xiàn)在的需求,更能讓你的軟件開發(fā)錦上添花。
我個(gè)人認(rèn)為一般情況下,一個(gè)更容易擴(kuò)展、維護(hù)的軟件通常采用的是OOP的思想,添加一個(gè)原本不存在的相對無關(guān)單獨(dú)的個(gè)體,總比在一個(gè)已經(jīng)存在的過程內(nèi)硬塞進(jìn)去一個(gè)對象要簡單;而且面向過程更容易導(dǎo)致混亂的維護(hù)。
舉個(gè)例子,同樣是一條河與一個(gè)湖泊,哪一個(gè)更容管理維護(hù)呢?我想答案是顯而易見的。當(dāng)然不管怎么樣,軟件本身設(shè)計(jì)架構(gòu)的好壞也是非常重要的。
C語言的特性,實(shí)現(xiàn)OOPC是一門面向過程的語言,但它依舊可以實(shí)現(xiàn)大多數(shù)面向?qū)ο笏芡瓿傻墓ぷ鳌1热缑嫦驅(qū)ο蟮娜筇匦裕悍庋b、繼承、多態(tài)。我們以下圖來寫代碼舉例子。
封裝由于面象向?qū)ο笫菍?shù)據(jù)與方法封裝到一個(gè)類里。使用者無需關(guān)心類是怎么實(shí)現(xiàn)的。在 C_OOP 中貫徹了這一思想,C中有一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)叫做struct。struct是C里面的結(jié)構(gòu)體。
如上圖假如我們要對鳥bird進(jìn)行封裝,bird可能包括姓名、顏色、棲息地、重量、屬性等信息。我們就可以對它封裝如下:
struct Bird{ char name[20];//姓名 char color; //顏色 char addr[30]; //棲息地 int weight; //體重 int other; //屬性};
當(dāng)我們要像OOP那樣新建一個(gè)對象時(shí),我們就可以:
struct Bird p;
我們就可以直接對p進(jìn)行賦值:
p.name = “bird”;p.color = ‘b’; //‘b’ = black; ‘g’ = greenp.addr = ‘w’; p.weight = 175;p.other = 1;
繼承在常見用C語言實(shí)現(xiàn)繼承的機(jī)制中,多半是用結(jié)構(gòu)體組合實(shí)現(xiàn)的,同樣利用struct,我們來創(chuàng)建一個(gè)Bird結(jié)構(gòu),同時(shí)繼承結(jié)構(gòu)體Bird,如下:
struct fBird{ struct Bird p; char fly[20]; //飛翔 int scream; //鳴叫};
對Bird進(jìn)行創(chuàng)建對象,并賦值:
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;
多態(tài)C_OOP中的一個(gè)核心就是多態(tài),C中對于多態(tài)的實(shí)現(xiàn)可以借助函數(shù)指針來實(shí)現(xiàn)。為了簡單起見,我們假設(shè)Bird這個(gè)結(jié)構(gòu)體中,只有一個(gè)函數(shù)指針。
struct Bird{ void (*print)(void *p);};struct fBird{ struct Bird p;};
而Bird和fBird這兩個(gè)結(jié)構(gòu)體的print函數(shù)實(shí)現(xiàn)如下:
void printBird(void *Bird){ if(NULL == Bird) return ; struct Bird *p = (struct Bird *)Bird; printf(“run in the Bird!! ”);}void printfBird(void *Bird){ if(NULL == Bird) return ; struct Bird *p = (struct Bird *)Bird; printf(“run in the fBird!! ”);}
我們寫一個(gè)函數(shù)來調(diào)用他們:
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); //實(shí)參為Bird的對象 print(&fbird); //實(shí)參為fBird的對象 return 0;}
他們的輸出為:
run in the Bird!!run in the fBird!!
其實(shí)這個(gè)也不難理解,無論是fBird還是Bird,他們在內(nèi)存中只有一個(gè)變量,就是那個(gè)函數(shù)指針,而void表示任何類型的指針,當(dāng)我們將它強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成struct Bird類型時(shí),p-》print指向的自然就是傳入實(shí)參的print地址。
OOP真的那么重要?從大學(xué)到工作至今,在嵌入式領(lǐng)域中一直是使用C語言,而我在學(xué)習(xí)C++的過程中,看的代碼越多,代碼量越大,越來越覺得C++對于大型軟件架構(gòu)的良好可控性,和對以后程序員維護(hù)代碼時(shí)良好的可讀性;
個(gè)人認(rèn)為:C語言中最大的成功在于它的指針,但是也是最容易出錯(cuò)的,想要理解C,必須要掌握指針。雖然說,語言只是一門工具,但是這是基礎(chǔ).
或者你可以說C太底層,現(xiàn)在都是OOP的時(shí)代了,誰還會用面向過程的,你們不要忘了操作系統(tǒng)是用什么寫的?是C;C實(shí)現(xiàn)的nginx的并發(fā)量是C++實(shí)現(xiàn)的apache的幾十倍,關(guān)鍵是要理解語言背后的思想。
當(dāng)然這不是為了OOP而OOP,實(shí)在是OOP的一些特征,例如封裝,多態(tài)其實(shí)是軟件工程思想,這些思想不分語言,遵循了這些思想可以使得程序更有彈性,更易修改和維護(hù),避免僵化,脆弱的性質(zhì)。
嵌入式C語言使用OOP的一些思考然而就目前來說,在嵌入式領(lǐng)域廣泛的使用C++顯然是不現(xiàn)實(shí)的事情。在一個(gè)到處是OOP的年代,為何面向過程的C語言依然可以如此活躍?
我們可以用它來開發(fā)一系列的小工具,Unix/Linux就是由這些小工具組成的操作系統(tǒng);同時(shí)用C語言可以開發(fā)高性能的應(yīng)用程序。
C語言良好的可移植性,小巧靈活,而且還有一個(gè)直接與硬件打交道的指針的存在,對內(nèi)存等良好的操作性以及執(zhí)行之速度快,是嵌入式開發(fā)唯有的高級語言,均是一般嵌入式產(chǎn)品的不二首選。
LW_OOPC-》C語言的面對對象LW_OOPC是臺灣的MISOO團(tuán)隊(duì)根據(jù)多年研發(fā)經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出來的一種輕便的面向?qū)ο蟮腃語言。雖然不足以提供足夠的能力使我們實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο笏械母拍睿俏覀円廊豢梢詰?yīng)用它們完成我們簡單的面向?qū)ο笏枷氲臉?gòu)建。
lw_oopc僅用了2個(gè)文件,.h及.c文件就實(shí)現(xiàn)了面向?qū)ο蟮娜笠蛩兀瑢?shí)現(xiàn)過程極為簡潔又富含技巧。lw_oopc說白了,就是定義了一堆宏,使用起來也就是調(diào)用這些宏。
//| INTERFACE | 接口//----------------------------------------------------------------------//| CLASS | 類//----------------------------------------------------------------------//| CTOR | 構(gòu)造器開始//---------------------------------------------------------------------- //| END_CTOR | 構(gòu)造器截止//----------------------------------------------------------------------//| FUNCTION_SETTING | 關(guān)聯(lián)成員函數(shù)指針//----------------------------------------------------------------------//| IMPLEMENTS | 繼承//----------------------------------------------------------------------//| DTOR | 為了支持析構(gòu)函數(shù)的概念 //| END_DTOR | //----------------------------------------------------------------------//| ABS_CLASS | 為了支持抽象類的概念 //----------------------------------------------------------------------//| ABS_CTOR | 為了支持可繼承的抽象類的構(gòu)造函數(shù) //| END_ABS_CTOR | //----------------------------------------------------------------------//| EXTENDS | 為了讓熟悉Java的人容易理解(與IMPLEMENTS宏等同) //----------------------------------------------------------------------//| SUPER_CTOR | 為了支持子類調(diào)用父類的構(gòu)造函數(shù)//----------------------------------------------------------------------//| SUPER_PTR | 為了支持向上轉(zhuǎn)型 //| SUPER_PTR_2 | //| SUPER_PTR_3 | //----------------------------------------------------------------------//| SUB_PTR | 為了支持向下轉(zhuǎn)型 //| SUB_PTR_2 | //| SUB_PTR_3 | //----------------------------------------------------------------------//| INHERIT_FROM | 為了支持訪問直接父類的數(shù)據(jù)成員//----------------------------------------------------------------------
下面是對LW_OOPC的簡單的分析。
LW_OOPC概述簡單來說它主要是一個(gè)頭文件,我們通過對這個(gè)頭文件的使用來實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο蟆?/p>
//lw_oopc.h : MISOO團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的C宏#include#ifndef LW_OOPC#define LW_OOPC#define CLASS(type) /typedef struct type type; /struct type#define CTOR(type) /void* type##New() /{ / struct type *t; / t = (struct type*)malloc(sizeof(struct type));#define CTOR2(type, type2) /void* type2##New() /{ / struct type *t; / t = (struct type*)malloc(sizeof(struct type)); #define END_CTOR return (void*)t; }#define FUNCTION_SETTING(f1, f2) t-》f1 = f2;#define IMPLEMENTS(type) struct type type#define INTERFACE(type) struct type#endif/* lw_oopc.h */
下面一段代碼是簡單的OOPC的應(yīng)用:
// Circle.c #include#include “l(fā)w_oop.h”#define PI 3.1415926CLASS(Circle){ double (*cal_area)(double);}double circle_cal_area(double radius){ return PI*r*r;}CTOR(Circle) FUNCTION_SETTING(cal_area, circle_cal_area)END_CTORint main(){ double area = 0.0; Circle *pc; pc = (Circle*)CircleNew(); area = pc-》cal_area(10); printf(“area = %f/n”, area); return 0;}
接口的實(shí)現(xiàn)在OOP程序中,通常是通過類定義和接口定義來實(shí)現(xiàn)的。
//IA.h #include “l(fā)w_oopc.h”INTERFACE(IA){ void (*init)(void*, double); double (*cal_area)(void*); double (*cal_permimeter)(void*);}
//circle.c #include “IA.h”#define PI 3.1415926CLASS(Circle){ IMPLEMENTS(IA); double radius;}static void circle_init(void* circle, double radius){ Circle *_this = (Circle*)circle; _this-》radius = radius;}static double circle_cal_area(void* circle){ Circle *_this = (Circle*)circle; return PI*_this-》radius*_this-》radius;}static double circle_cal_permimeter(void* circle){ Circle *_this = (Circle*)circle; return 2*PI*_this-》radius;}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
//main.c#include#include “IA.h”void print_area(IA* pi){ printf(“area = %f/n”, pi-》cal_area(pi));}int main(){ IA *pc = NULL; pc = (IA*)CircleNew(); pc-》init(pc, 10.0); print_area(); return 0;}
總結(jié)語言只是一種工具,任何語言之間都是相通的,一通則百通,關(guān)鍵是要理解語言背后的思想,理解其思想,任何語言,拿來用就行了。語言沒有好壞之分,任何語言既然存在自然有它存在的價(jià)值。
責(zé)任編輯:haq
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