如何在C中实现类？ 假设我必须使用C（No.C++或面向对象编译器），并且我没有动态内存分配，我可以用什么技术来实现一个类，或者一个类的好近似？将“类”隔离到单独的文件总是一个好主意吗？假设我们可以通过假设固定数量的实例来预先分配内存，甚至在编译之前将对每个对象的引用定义为常量。请随意假设我需要实现哪一个OOP概念（它会有所不同），并为每个概念提出最佳方法

限制：

• 我必须使用C，而不是OOP 因为我正在为一个 嵌入式系统，以及编译器和 先前存在的代码库是C语言
• 没有动态内存分配 因为我们没有足够的记忆 合理地假设我们不会用完 如果我们开始动态分配 它
• 我们使用的编译器在函数指针方面没有问题

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我的方法是将

结构和所有主要相关函数移动到一个单独的源文件中，以便“可移植”地使用

根据您的编译器，您可能能够将函数包含到
结构中，但这是一个非常特定于编译器的扩展，与我经常使用的标准的最新版本无关：）
正如您正确指出的，C不是一种OOP语言，因此，没有内置的方法来编写真正的类。最好的办法是查看，这些将让您构建一个类的近似值。但是，由于C是过程性的，您可能需要考虑编写更多的类C代码（即不尝试使用类）。
也可以使用C，可以直接使用C++并得到类。
 在这种情况下，类的良好逼近可以是AN。但它仍然不一样。
这取决于您想要的确切的“面向对象”功能集。如果需要重载和/或虚拟方法之类的东西，可能需要在结构中包含函数指针：

typedef struct {
  float (*computeArea)(const ShapeClass *shape);
} ShapeClass;

float shape_computeArea(const ShapeClass *shape)
{
  return shape->computeArea(shape);
}

这将允许您通过“继承”基类并实现适当的函数来实现类：

typedef struct {
  ShapeClass shape;
  float width, height;
} RectangleClass;

static float rectangle_computeArea(const ShapeClass *shape)
{
  const RectangleClass *rect = (const RectangleClass *) shape;
  return rect->width * rect->height;
}

void rectangle_new_with_lengths(RectangleClass *rect, float width, float height)
{
  rectangle_new(rect);
  rect->width = width;
  rect->height = height;
}

当然，这还需要实现一个构造函数，以确保函数指针设置正确。通常，您会为实例动态分配内存，但也可以让调用者这样做：

void rectangle_new(RectangleClass *rect)
{
  rect->width = rect->height = 0.f;
  rect->shape.computeArea = rectangle_computeArea;
}

如果需要几个不同的构造函数，则必须“修饰”函数名，不能有多个
rectangle\u new（）
函数：

typedef struct {
  ShapeClass shape;
  float width, height;
} RectangleClass;

static float rectangle_computeArea(const ShapeClass *shape)
{
  const RectangleClass *rect = (const RectangleClass *) shape;
  return rect->width * rect->height;
}

void rectangle_new_with_lengths(RectangleClass *rect, float width, float height)
{
  rectangle_new(rect);
  rect->width = width;
  rect->height = height;
}

下面是一个显示用法的基本示例：

int main(void)
{
  RectangleClass r1;

  rectangle_new_with_lengths(&r1, 4.f, 5.f);
  printf("rectangle r1's area is %f units square\n", shape_computeArea(&r1));
  return 0;
}

我希望这至少能给你一些想法。要在C中获得成功且丰富的面向对象框架，请查看glib的库

还注意到上面没有建模的“类”，每个对象都有自己的方法指针，它比C++中通常发现的更灵活一些。此外，它还需要内存。您可以通过将方法指针填充到
类
结构中，并为每个对象实例创建一种引用类的方法来避免这种情况。
您想要虚拟方法吗

如果不是，那么您只需在结构本身中定义一组函数指针。如果你把所有的函数指针分配给标准的C函数，那么你就可以用非常相似的语法调用C函数，而不是C++下的函数。
如果你想要虚拟方法，它会变得更复杂。基本上，您需要为每个结构实现自己的VTable，并根据调用的函数为VTable分配函数指针。然后，在结构本身中需要一组函数指针，这些指针反过来调用VTable中的函数指针。这基本上是C++所做的。< /P>
不过。。。如果你想要后者，那么你最好找到一个C++编译器，你可以使用和重新编译项目。我从来没有理解过对C++的迷恋在嵌入式中不可用。我已经用过很多次了，它工作速度很快，没有内存问题。当然，你必须对你所做的事情更加小心一点，但其实并没有那么复杂。
使用
结构来模拟类的数据成员。就方法范围而言，您可以通过将私有函数原型放在.c文件中，将公共函数放在.h文件中来模拟私有方法。
我也不得不做一次，作为家庭作业。我采用了这种方法：

在数据库中定义数据成员
结构
定义您的函数成员
将指向结构的指针作为
第一个论点
在一个标题和一个c中执行这些操作。
结构定义的标题&
函数声明，用于
实现
一个简单的例子是：

/// Queue.h
struct Queue
{
    /// members
}
typedef struct Queue Queue;

void push(Queue* q, int element);
void pop(Queue* q);
// etc.
/// 

如果只需要一个类，请使用
struct
s数组作为“对象”数据，并将指向它们的指针传递给“成员”函数。在声明
struct\u which
之前，可以使用
typedef struct\u which
对客户端代码隐藏实现。这种“对象”与C标准库
文件
对象之间没有区别

如果您想要多个具有继承和虚拟函数的类，那么通常会有指向作为结构成员的函数的指针，或者指向虚拟函数表的共享指针。该库同时使用了这个和typedef技巧，并且被广泛使用

网上还有一本关于这方面技术的书-
 > P >第一个C++编译器实际上是一个预处理器，它将C++代码转换成C.<
所以很可能会有C语言的类。
您可能会尝试挖掘一个旧的C++预处理器，看看它创建了什么样的解决方案。
 < p>您可以查看GOBEKET。它是一个操作系统库，为您提供了一种处理对象的详细方式

我的策略是：


定义类中的所有代码
/// Object.h
typedef struct Object {
    uuid_t uuid;
} Object;

int Object_init(Object *self);
uuid_t Object_get_uuid(Object *self);
int Object_clean(Object *self);

/// Person.h
typedef struct Person {
    Object obj;
    char *name;
} Person;

int Person_init(Person *self, char *name);
int Person_greet(Person *self);
int Person_clean(Person *self);

/// Object.c
#include "object.h"

int Object_init(Object *self)
{
    self->uuid = uuid_new();

    return 0;
}
uuid_t Object_get_uuid(Object *self)
{ // Don't actually create getters in C...
    return self->uuid;
}
int Object_clean(Object *self)
{
    uuid_free(self->uuid);

    return 0;
}

/// Person.c
#include "person.h"

int Person_init(Person *self, char *name)
{
    Object_init(&self->obj); // Or just Object_init(&self);
    self->name = strdup(name);

    return 0;
}
int Person_greet(Person *self)
{
    printf("Hello, %s", self->name);

    return 0;
}
int Person_clean(Person *self)
{
    free(self->name);
    Object_clean(self);

    return 0;
}

/// main.c
int main(void)
{
    Person p;

    Person_init(&p, "John");
    Person_greet(&p);
    Object_get_uuid(&p); // Inherited function
    Person_clean(&p);

    return 0;
}