C语言实现C++的封装继承与多态

1、 概述
C语言是一种面向过程的程序设计语言，而C++是在C语言基础上衍生来了的面向对象的语言，实际上，很多C++实现的底层是用C语言实现的，如在Visual C++中的Interface其实就是struct，查找Interface的定义，你可以发现有这样的宏定义：

#ifndef Interface#define Interface struct#endif

C++在语言级别上添加了很多新机制（继承，多态等），而在C语言中，我们也可以使用这样的机制，前提是我们不得不自己实现。
本文介绍了用C语言实现封装，继承和多态的方法。
2、 基本知识
在正式介绍C语言实现封装，继承和多态事前，先介绍一下C语言中的几个概念和语法。
（1） 结构体
在C语言中，常把一个对象用结构体进行封装，这样便于对对象进行操作，比如：

strcut Point{int x;int y;};

结构体可以嵌套。因而可以把一个结构体当成另一个结构体的成员，如：

struct Circle {struct Point point_;int radius;};

该结构体与以下定义完全一样（包括内存布置都一样）：

struct Circle {int x;int y;int radius;};

（2） 函数指针
函数指针是指针的一种，它指向函数的首地址（函数的函数名即为函数的首地址），可以通过函数指针来调用函数。
如函数：

int func(int a[], int n);

可以这样声明函数指针：

int (*pFunc)(int a[], int n);

这样使用：

pFunc = func;(*pFunc)(a, n);【或者PFunc(a, n)】

可以用typedef定义一个函数指针类型，如：

typdef int (*FUNC)(int a[], int n)

可以这样使用：

int cal_a(FUNC fptr, int a[], int n){//实现体}

（3） extern与static
extern和static是C语言中的两个修饰符，extern可用于修饰函数或者变量，表示该变量或者函数在其他文件中进行了定义；static也可用于修饰函数或者变量，表示该函数或者变量只能在该文件中使用。可利用它们对数据或者函数进行隐藏或者限制访问权限。

3、 封装
在C语言中，可以用结构+函数指针来模拟类的实现，而用这种结构定义的变量就是对象。
封装的主要含义是隐藏内部的行为和信息，使用者只用看到对外提供的接口和公开的信息。有两种方法实现封装：
(1) 利用C语言语法。在头文件中声明，在C文件中真正定义它。
这样可以隐藏内部信息，因为外部不知道对象所占内存的大小，所以不能静态的创建该类的对象，只能调用类提供的创建函数才能创建。这种方法的缺陷是不支持继承，因为子类中得不到任何关于父类的信息。如：

//头文件：point.h#ifndef POINT_H#define POINT_Hstruct Point;typedef struct Point point;point * new_point(); //newer a point objectvoid free_point(point *point_);// free the allocated space#endif//C文件:point.c#include”point.h”strcut Point{int x;int y;};point * new_point(){point * new_point_ = (point *) malloc(sizeof(point));return new_point_;}void free_point(point *point_){if(point_ == NULL)return;free(point_);}

我们在使用point.h中的函数时，我们只能看见接口函数，并不能看见其定义和实现。

(2) 把私有数据信息放在一个不透明的priv变量或者结构体中。只有类的实现代码才知道priv或者结构体的真正定义。如:

#ifndef POINT _H#define POINT_Htypedef struct Point point;typedef struct pointPrivate pointPrivate;strcut Point{Struct pointPrivate *pp;};int get_x(point *point_);int get_y(point *point_);point * new_point(); //newer a point objectvoid free_point(point *point_);// free the allocated space#endif//C文件:point.c#include”point.h”struct pointPrivate{int x;int y;}int get_x(point *point_){return point_->pp->x;}int get_y(point *point_){return point_->pp->y;}//others…..

二、继承与多态的概念
继承：是面向对象最显著的一个特性。继承是从已有的类中派生出新的类，新的类能吸收已有类的数据属性 和行为，并能扩展新的能力，已有类被称为父类/基类，新增加的类被称作子类/派生类。
多态：按字面的意思就是“多种状态”。在面向对象语言中，接口的多种不同现方式即为多态。同一操作作 用于不同的对象，可以有不同的解释，产生不同的执行结果，这就是多态性。简单说就是允许基类的 指针指向子类的对象。
实现：

//C++中的继承与多态struct A{    virtual void fun() //C++中的多态:通过虚函数实现    {        cout << "A:fun()" << endl;    }    int a;};struct B :public A   //C++中的继承:B类公有继承A类{    virtual void fun() //C++中的多态:通过虚函数实现（子类的关键字virtual可加可不加）    {        cout << "B:fun()" << endl;    }    int b;};//C语言模拟C++的继承与多态typedef void(*FUN)();  //定义一个函数指针来实现对成员函数的继承struct _A  //父类{    FUN _fun; //由于C语言中结构体不能包含函数，故只能用函数指针在外面实现    int _a;};struct _B   //子类{    _A _a_;  //在子类中定义一个基类的对象即可实现对父类的继承    int _b;};void _fA()  //父类的同名函数{    printf("_A:_fun()\n");}void _fB()  //子类的同名函数{    printf("_B:_fun()\n");}void Test1(){    //测试C++中的继承与多态    A a; //定义一个父类对象a    B b; //定义一个子类对象b    A* p1 = &a; //定义一个父类指针指向父类的对象    p1->fun(); //调用父类的同名函数    p1 = &b;  //让父类指针指向子类的对象    p1->fun(); //调用子类的同名函数    //C语言模拟继承与多态的测试    _A _a; //定义一个父类对象_a    _B _b; //定义一个子类对象_b    _a._fun = _fA;  //父类的对象调用父类的同名函数    _b._a_._fun = _fB; //子类的对象调用子类的同名函数    _A* p2 = &_a; //定义一个父类指针指向父类的对象    p2->_fun();  //调用父类的同名函数    p2 = (_A*)&_b; //让父类指针指向子类的对象,由于类型不匹配所以要进行强转    p2->_fun();  //调用子类的同名函数}

原文：http://dongxicheng.org/cpp/ooc/和http://www.php8.org/C/113695.html