用Ｃ语言模拟面向对象编程(上)

来源：互联网发布：数据库模型设计编辑：程序博客网时间：2024/05/21 09:54

导读：
　　用Ｃ语言模拟面向对象编程
　　虽然我接触计算机已经有将近一年了，但一直以来我不愿意写技术方面的文档，因为所谓的“技术”就是照着做得东西，即使可能遇到一些难题，到网上搜索一下就可以解决，不值得把网上长篇累牍的文档复制粘贴到这里来。即使是自己写，也是写些别人已经解决过的东西。所以不论是数学，还是计算机，在这里我没有写过那种简单搬运知识的文章。
　　但即使再纯粹的技术，弄得时间长了都会产生一些独特的想法和感受，记录这些想法可能不光对自己是有意义的。今天来写第一篇偏向技术的东西。
　　如何在Ｃ语言中用面向对象的思路写程序？这已经是很多人考虑过的问题了，而且实际上已经有人在用Ｃ语言实现一些面向对象的项目了，比如，在Ｌinux下大名鼎鼎的图形界面GNOME，就是通过Ｃ语言模拟的面向对象特性来实现的。
　　在一本名叫《面向对象编程，Ｃ＋＋和Java比较教程》的书中有一个抛砖引玉的例子，代码如下（见该书中文版第６７页，其中注释块中是自己的评注）：
　　/* SimulatedOO.c */
　　#include
　　#include
　　#include
　　/*　基类型：　*/
　　typedef struct
　　{
　　char * name;
　　int age;
　　} User;
　　/*　子类型：　*/
　　typedef struct
　　{
　　User genericUser;
　　char ** listOfCourses;
　　int numCourses;
　　int whatYear;
　　} StudentUser;
　　/*********************************************************
　　*　这样,　在子类型 StudentUser 中就有一个基类 User 的结构体
　　*　变量,　并且在内存中 User 结构体占据 StudentUser 的开头部分，
　　*　这样，把一个指向 StudentUser 类型的指针强制类型转换到 User*
　　*　类型，就可以访问到 User 的相应区域，这样就实现了继承机制。
　　********************************************************/
　　/*　为基类型User定义的函数：　*/
　　void setUserName( User* user,char aName[] ) {
　　user -> name = malloc(strlen(aName)+1); /* 原文为　malloc( sizeof(strlen(aName)+1) ), 这是不正确的。*/
　　strcpy(user->name,aName);
　　}
　　/*　为基类型User定义的函数：　*/
　　char * getUserName( User * user) {
　　printf("/nName of user: %s/n",user->name);
　　return user->name;
　　}
　　/*　为基类型User定义的函数：　*/
　　void setUserAge(User * user,int yy) {
　　user -> age=yy;
　　}
　　/*　为基类型User定义的函数：　*/
　　int getUserAge( User * user ) {
　　printf("%s's age: %d/n",user->name,user->age);
　　return user-> age;
　　}
　　/*　为基类型User定义的函数： */
　　/**************************************************
　　* 这个函数在书中是用来展示多态行为的，不过这种实现多态的
　　* 方式并不是很好，并不能实现类似于C++或Java中多态的动态连
　　* 接机制。具体用法见主程序中注释为“多态行为” 那两行。
　　*************************************************/
　　int isSenior( User * user ) {
　　if ( user->age >70 ) return 1;
　　else return 0;
　　}
　　/*　为子类型 StudentUser 定义的函数：　*/
　　void setListOfCourses( StudentUser* student,char* listCrs[],int nCourses) {
　　int i;
　　char ** temp;
　　student->numCourses = nCourses;
　　temp = malloc( nCourses * sizeof( char* ));
　　student->listOfCourses=temp;
　　for(i=0;i numCourses;i++) {
　　*temp = malloc( strlen( *listCrs )+1);
　　strcpy(*temp,*listCrs);
　　*temp++;
　　listCrs++;
　　}
　　}
　　/*　为子类型 StudentUser 定义的函数：　*/
　　void printListOfCourses( StudentUser * student ) {
　　int i;
　　char ** temp;
　　temp = student->listOfCourses;
　　printf("/n%s's courses: /n",student->genericUser.name);
　　for(i=0;i numCourses;i++)
　　printf("%s/n",*(temp++));
　　}
　　/*　为子类型 StudentUser 定义的函数：　*/
　　void setYear( StudentUser* student,int yy) {
　　student->whatYear=yy;
　　}
　　/*　为子类型 StudentUser 定义的函数：　*/
　　int getYear( StudentUser* student) {
　　return student->whatYear;
　　}
　　int main()
　　{
　　User * zaphod;
　　StudentUser* trillian;
　　char * listCourses[]={"Physics","Chemistry","algebra"};
　　int numCrs = sizeof(listCourses)/sizeof(listCourses[0]);
　　zaphod = malloc(sizeof(User));
　　setUserName(zaphod,"Zaphod");
　　setUserAge(zaphod,89);
　　getUserName(zaphod);
　　getUserAge(zaphod);
　　trillian=malloc(sizeof(StudentUser));
　　setUserName((User*)trillian,"Trillian" );
　　setUserAge((User*)trillian,18);
　　getUserName((User*)trillian);
　　getUserAge((User*)trillian);
　　setListOfCourses(trillian,listCourses,numCrs);
　　printListOfCourses(trillian);
　　/* 　多态行为　*/
　　printf("/nZaphod is senior is %s/n",isSenior(zaphod)? "true":"false");
　　printf("/nTrillian is senior is %s/n", isSenior((User*)trillian)? "true":"false");
　　/*****************************************************
　　* 和setUserAge 、setUserName之类的函数一样，isSenior
　　* 需要一个基类指针参数，通过将 trillian 转换为 User*
　　* 类型，就会把指向trillian 中User域的指针传进函数。
　　* ***************************************************/
　　printf("name field of trillian is at address: %p/n", &( trillian->genericUser.name ));
　　printf("trillian when cast to User* is at address: %p/n",(User*)trillian );
　　/***************************************************
　　* 这两行输出的地址值是一样的。
　　* *************************************************/
　　}
　　在C++和Java中，多态行为是由一种动态连接机实现的，比如，在C++中定义如下的类 Base 和它的子类 Sub：
　　class Base {
　　int data;
　　public:
　　Base() : data(3) {}
　　virtual int getData() const {
　　return data;
　　}
　　};
　　class Sub:public Base {
　　int data;
　　public:
　　Sub() : data(5) {}
　　int getData() const {
　　return data;
　　}
　　};
　　那么如果有一个Base 类型的指针指向了一个Sub类，通过这个指针调用getData()时将返回子类Sub中的data：初始值5。这样，如果有一个储存基类型指针的数组，但这些指针有的指向基类，有的指向子类，那么我就可以通过指针统一地调用 getData() 函数，依然能够得到正确的值。
　　怎么在C中也实现类似的功能呢？（待续）

本文转自
http://blog.blogwhy.com/tpfly/e_23482.html