C语言面向对象编程

1、经常看到关于OO编程的讨论，C+, Java, C#.还有最近很流行的动态语言Python,Ruby等，但很少看到有C的份。在我看来，OO编程的核心是OO的思想，用什么语言倒是其次。但是，不可否认，那些专门为OO编程设计的语言可以比较方便和自然地表达OO思想，有些语言甚至强制使用OO特性。C，作为最贴近底层的高级语言，拥有简洁的语法和直接内存操作能力（指针），大量运用于系统级编程，如操作系统内核，驱动程序等。而在嵌入式系统中，由于资源有限等因素，更倾向于用C编程。C虽然在语言特性上并没有体现OO特性，但是依然可以通过各种编程技巧来体现OO的思想。由于C的高度自由的特点，在OO编程方面还能体现有

2、别于其他语言的特殊韵味。目 录 - 1. C的面向对象概念2. 3. 实现OO的继承机制C的面向对象概念OO Programing in C is not only POSSIBLE but also PRACTICAL.-OO思想在Unix世界中很早就有：UNIX把设备抽象成文件，这样就可以用一套相同的方法(open, read, write, close, . )去访问不同的设备和文件尽管设备之间的差异很大。用OO的观点来看，这些“设备”对象都实现了"文件操作接口"，可以想象有一个叫"文件"的基类，定义了"文件操作接口"，“设备”

3、对象继承了“文件”对象.。在实现角度看，在内核里面，设备驱动提供了自己的read, write等实现，并用它们去填充文件操作结构体里面的函数指针.这和C+里面的虚函数运行时绑定的道理是一样的。( C+虚函数是其实是运行时静态绑定，而文件操作接口可以运行时动态绑定 :-)Linux内核中则处处体现了OO的思想。2.6内核的Device Driver Modal是一套层次分明又错综复杂的机制，其中体现了许多OO设计理念。虽然可能设备驱动程序开发者觉察不到，但所有的设备驱动对象内部都隐藏了一个叫 KObject的对象。内核把这些KObjects互相联系在一起，并通过KObject的相互关系构造了/s

4、ys文件系统。/sys就是内核中各种设备对象的映射图，如果把/sys全部展开，我们可以清楚地看到各种对象的关系。实践证明，C也可以很好地用于OO编程，而且可以用于构造很复杂的系统，而且C在表达OO思想的时候并不会显得蹩脚，而是可以很简单，很自然。用struct来仿真classOO Programing in C is not only POSSIBLE, but also PRACTICAL.-“class“是很多OO编程语言里的关键字，它来源于OO鼻祖Smalltalk。class（类），是对一群有相同特性的对象的抽象概括，对象称为类的实例。在class里面可以存放有状态(变量)，行为(函数

5、/方法).有关OO概念、方法的文章太多了，不再啰嗦。在C里面，唯一可以实现自定义类型的是struct，struct是C的OO编程最重要的工具。一个最常见的技巧，就是用struct来"仿真"class: 在struct里面放入变量，函数指针，嵌入其他struct等。以下例子摘自我最近刚开发完成的一个USB Firmware项目:C（在我的程序里，Mass storage对象和一个MMC Card对象绑定，外部存储是SD/MMC卡）。由于对于每一种设备的具体实现来说，它知道private指向的是何种类型的设备，因此不会引起混乱。而外部程序根据需要在初始化USB设备对象前赋予pr

6、ivate有意义的值运行时动态绑定。这一系列struct基本上如实地反映了USB DEVICE硬件逻辑和规范要求: "一个USB设备包含若干个端点，其中有一个固定的控制端点(端点0)。在枚举阶段USB设备要根据HOST的请求应答相应的描述符."现在回到OO的话题，这个例子中体现了"组合类"：USB设备对象包含了USB端点对象，USB描述符对象.。还有动态绑定 (private成员)。从严格的OO意义上来看，好像有点"怪"，不过我认为这恰恰是C的特点简洁，直接。不信你用C+表达试试？也许会更漂亮，很OO，但是不一定会如此清爽！P.S.

7、: 熟悉USB Firmware开发的人可能对struct usb_endpoint中的epx,cfg,bank和txCount四个成员有异议，因为这些成员是和特定的硬件相关，并不是所有的USB硬件都支持ping-pong mode，所以bank和txCount不一定用得上，epx, cfg也可能因硬件的不同而不同。没错！更理想的设计是把与硬件相关的部分分离出来，用void *private指向各自的与硬件相关的配置就像struct usb_device所采用方法，所以更好的版本应该是：tips: 用C表达的一个关键处就是要很好地应用struct来描述模型。实现OO的继承机制OO Progra

8、ming in C is not only POSSIBLE but also PRACTICAL-OO的一个亮点是类的"继承"，通过"继承"，可以重用许多代码。而且"继承"也是现实生活中非常自然的一种关系。但是很不幸，C没有class，更没有提供"继承"的表达方式。既然能用C的struct来仿真class, 那能不能继续来仿真"继承"呢？答案是:possible。就像<<Inside the C+ Object Modal>>书中所叙述的那样你可以用C来达到所有C+能做

9、到的事。但这种仿真显然毫无实际应用价值。"继承"是一种表达方式，代码重用才是目的。为了重用代码，C+可以用"继承"的方式来巧妙的达到目的，但是也必须付出代价：你必须非常仔细地设计你的类族谱，要有前瞻性，要有可扩展性，要决定分多少个层次.这些都不是容易做到的事。C别无选择，模块化设计，函数，宏.只能通过巧妙的设计才能达到代码可重用的目的。还是举个例子来说明C是如何做到"殊途同归"的吧。"链表"是一个非常常用的数据结构，常用于管理无序的数据(对象)集合。链表操作，特别是双向链表操作很容易出错。重用一套通用操作链表的代码可以为我们省不少事。在C+中，我们可以用经典的STL中的list类。为了适应各种数据类型，list类用模板来实现。list类实现的很巧妙，功能很强，但是，不得不说，很少人用。其实不仅list类很少用，STL都很少人用。（希望这是我的一家之言，反正我所熟悉的C+程序员都不怎么用STL :-）当然在C+中你还有另外一个选择：实现一个List基类完成链表操作，要放入链表的类从List类继承而来，就拥有了一套操作list