C语言中的面向对象编程

可能的重复项：

我记得以前读过关于某人（我想是Linus Torvalds）的文章，讨论C++是一种可怕的语言，以及如何用C.编写面向对象程序，因为我有时间来思考，我真的不知道所有面向对象的概念如何被继承到C中。有些事情是相当明显的。例如：

要模拟成员函数，可以在结构中放置函数指针

要模拟多态性，您可以编写一个函数，该函数接受可变数量的参数，并根据参数（例如，

sizeof

s）执行一些巫术

但是，您将如何模拟封装和继承

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我认为封装可以通过一个存储私有成员的嵌套结构来模拟。它很容易找到，但可能会被命名为

PRIVATE

或其他同样明显的名称，以表明它不打算从结构外部使用。那么继承呢？

gtk和glib库使用宏将对象强制转换为各种类型。
添加_小部件（GTK_小部件（myButton））

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我不能说它是如何做到的，但你可以阅读他们的来源，以了解它是如何做到的

关于C语言中面向对象编程的一个很好的例子，请看几年前的POV-Ray源代码——3.1g版本特别好。当然，“对象”是带有函数指针的结构。宏用于为抽象对象提供核心方法和数据，派生类是从该宏开始的结构。然而，没有人试图与私人/公共机构打交道。要看到的东西是在.h文件中，实现细节主要在.c文件中，除了许多例外

<> P>有一些巧妙的技巧，我不知道如何才能被移植到C++中，比如通过重新分配函数指针，将一个类转换成不同但类似的一个类。对于今天的动态语言来说很简单。我忘了细节；我想可能是CSG交叉点和联合对象

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你读过关于这个主题的《圣经》吗？请看…

一段有趣的历史，最初的C++实现输出C代码，然后需要一个C编译器来实际编译最终代码。因此，任何可以用C++表示的东西都可以写成C.< /P> < P>。下面是我为编程练习而发明的一个非常简洁的系统（基于C++）：

构造函数分配内存，然后调用初始化内存的类的init函数。每个init函数还应该包含一个静态vtable结构，其中包含虚拟函数指针（对于纯虚拟函数，为NULL）。派生类init函数在执行任何其他操作之前调用超类init函数

通过实现虚拟函数包装器（不要与vtables指向的函数混淆），可以创建一个非常好的API，如下所示（如果在标题中这样做，则在其前面添加

静态内联

）：

单一继承可以通过滥用结构的二进制布局来实现：

请注意，多重继承比较混乱，因为在层次结构类型之间转换时，通常需要调整指针值

也可以将其他特定于类型的数据添加到虚拟表中。示例包括运行时类型信息（例如，作为字符串的类型名称），链接到超类vtable和析构函数链。您可能需要虚拟析构函数，其中派生类析构函数将对象降级为其超类，然后递归调用该类的析构函数，依此类推，直到到达基类析构函数，最终释放结构

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封装是通过在player_protected.h中定义结构并在player_protected.c中实现函数（由vtable指向）来完成的，类似地，对于派生类也是如此，但这相当笨拙，并且会降低性能（因为虚拟包装器无法放入头中），所以我建议不要这样做。

处理继承的一种方法是使用嵌套结构：

struct base
{
    ...
};

void method_of_base(base *b, ...);

struct child
{
    struct base base_elements;
    ...
};

然后，您可以执行以下操作：

struct child c;
method_of_base(&c.b, ...);

但是，您将如何模拟封装和继承

实际上，封装是最简单的部分。封装是一种设计理念，它与语言无关，与您如何思考问题无关

例如，Windows文件api是完全封装的。打开文件时，会返回一个不透明对象，该对象包含文件“object”的所有状态信息。将此句柄交回每个文件io API。封装实际上比C++好得多，因为没有公共头文件，人们可以查看并查看私有变量的名称。 继承比较困难，但要使代码成为面向对象的代码，根本不需要继承。在某些方面，聚合比继承更好，在C中聚合与C++一样简单。例如，见

作为对Neil的回应，请参阅，以了解为什么多态性不需要继承

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美国老程序员在C++编译器可用之前编写了面向对象代码，它是一个思维工具，而不是一个工具集。

< P>苹果的基于C的核心框架是实际编写的，以便它的“对象”可以在Objto-C中作为对象的双重语言。该框架的很大一部分在苹果网站上是开源的。在这样做的主要操作系统级框架中，这可能是一个有用的案例研究。

您可能想看看Objective-C，它就是这么做的。它只是一个将Objective-Coo代码编译成C的前端。

看看VFS层在Linux内核中的工作方式，以获得一个继承模式的示例。文件操作为th

struct child c;
method_of_base(&c.b, ...);

struct T
{
   int data;
   int get_data() const { return data; }
};

typedef struct objc_object {
    Class isa;
} *id;

typedef struct objc_class {
    struct objc_class *isa;
    struct objc_class *super_class
    const char *name;
    long version;
    long info
    long instance_size;
    struct objc_ivar_list *ivars;
    struct objc_method_list **methodLists;
   struct objc_cache *cache;
   struct objc_protocol_list *protocols;
} *Class;