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解釋區(qū)分一下C語(yǔ)言和OOP
我們經(jīng)常說(shuō)C語(yǔ)言是面向過程的，而C＋＋是面向?qū)ο蟮?，然而何為面向?qū)ο?，什么又是面向過程呢？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(shuō)它們是殊途同歸的。過程與對(duì)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(yǔ)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(yǔ)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(yǔ)言比較費(fèi)勁，但是程序的效率很高。
過程&對(duì)象？
一個(gè)對(duì)象就是由或多或少的針對(duì)這個(gè)對(duì)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(duì)一個(gè)或者是多個(gè)對(duì)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(duì)無(wú)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(duì)象要簡(jiǎn)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(yǔ)言的特性，實(shí)現(xiàn)OOP
C是一門面向過程的語(yǔ)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?。比如面向?qū)ο蟮娜筇匦裕悍庋b、繼承、多態(tài)。我們以下圖來(lái)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(wú)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(duì)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(duì)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(duì)象時(shí)，我們就可以：
- struct Bird p;
我們就可以直接對(duì)p進(jìn)行賦值：
- p.name = "bird";
- p.color = 'b'; //'b' = black; 'g' = green
- p.addr = 'w';
- p.weight = 175;
- p.other = 1;
繼承
在常見用C語(yǔ)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(lái)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(duì)Bird進(jìn)行創(chuàng)建對(duì)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(duì)于多態(tài)的實(shí)現(xiàn)可以借助函數(shù)指針來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了簡(jiǎn)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!!\n");
- }
- void printfBird(void *Bird){
- if(NULL == Bird)
- return ;
- struct Bird *p = (struct Bird *)Bird;
- printf("run in the fBird!!\n");
- }
我們寫一個(gè)函數(shù)來(lái)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(duì)象
- print(&fbird); //實(shí)參為fBird的對(duì)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(wú)論是fBird還是Bird，他們?cè)趦?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(yǔ)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(lái)越覺得C＋＋對(duì)于大型軟件架構(gòu)的良好可控性，和對(duì)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(yǔ)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(shuō)，語(yǔ)言只是一門工具，但是這是基礎(chǔ).
或者你可以說(shuō)C太底層，現(xiàn)在都是OOP的時(shí)代了，誰(shuí)還會(huì)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(yǔ)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(yǔ)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(yǔ)言使用OOP的一些思考
然而就目前來(lái)說(shuō)，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(yǔ)言依然可以如此活躍？
我們可以用它來(lái)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(yǔ)言可以開發(fā)高性能的應(yīng)用程序。
C語(yǔ)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(duì)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(jí)語(yǔ)言，均是一般嵌入式產(chǎn)品的不二首選。
LW_OOPC->C語(yǔ)言的面對(duì)對(duì)象
LW_OOPC是臺(tái)灣的MISOO團(tuán)隊(duì)根據(jù)多年研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出來(lái)的一種輕便的面向?qū)ο蟮腃語(yǔ)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(jiǎn)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?，?shí)現(xiàn)過程極為簡(jiǎn)潔又富含技巧。lw_oopc說(shuō)白了，就是定義了一堆宏，使用起來(lái)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(duì)LW_OOPC的簡(jiǎn)單的分析。
LW_OOPC概述
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)它主要是一個(gè)頭文件，我們通過對(duì)這個(gè)頭文件的使用來(lái)實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο蟆?nbsp;
- //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(jiǎn)單的OOPC的應(yīng)用:
- // Circle.c
- #include
- #include "lw_oop.h"
- #define PI 3.1415926
- CLASS(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_CTOR
- int 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(lái)實(shí)現(xiàn)的。
- //IA.h
- #include "lw_oopc.h"
- INTERFACE(IA)
- {
- void (*init)(void*, double);
- double (*cal_area)(void*);
- double (*cal_permimeter)(void*);
- }
- //circle.c
- #include "IA.h"
- #define PI 3.1415926
- CLASS(Circle)
- {
- IMPLEMENTS(IA);
- double radius;
- }
- static void circle_init(void* circle, double radius)
- {
- Circle *_this = (Circle*)circle;
- _this->radiusradius = 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(yǔ)言只是一種工具，任何語(yǔ)言之間都是相通的，一通則百通，關(guān)鍵是要理解語(yǔ)言背后的思想，理解其思想，任何語(yǔ)言，拿來(lái)用就行了。語(yǔ)言沒有好壞之分，任何語(yǔ)言既然存在自然有它存在的價(jià)值。
網(wǎng)站欄目：真的可以，用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο缶幊蘋OP
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