解釋區分一下C語言和OOP
我們經常說C語言是面向過程的,而C++是面向對象的,然而何爲面向對象,什麼又是面向過程呢?不管怎麼樣,我們最原始的目標只有一個就是實現我們所需要的功能,從這一點說它們是殊途同歸的。過程與對象只是側重點不同而已。
舉個例子吧,我現在有個計劃,要去北京,OOP語言是直接給你一個車,然後你自己設定路線去北京就好,而C語言是需要你自己製造零件,自己組裝好車,然後再自己設定路線,最後到達北京。C語言比較費勁,但是程序的效率很高。
過程&對象?
一個對象就是由或多或少的針對這個對象的過程構成的,當然其中是少不了必要的屬性。
一個過程是針對一個或者是多個對象所進行的操作。兩者是可以互相轉換的,關鍵是哪一種方式更能適合你現在的需求,更能讓你的軟件開發錦上添花。
我個人認爲一般情況下,一個更容易擴展、維護的軟件通常採用的是OOP的思想,添加一個原本不存在的相對無關單獨的個體,總比在一個已經存在的過程內硬塞進去一個對象要簡單;而且面向過程更容易導致混亂的維護。
舉個例子,同樣是一條河與一個湖泊,哪一個更容管理維護呢?我想答案是顯而易見的。當然不管怎麼樣,軟件本身設計架構的好壞也是非常重要的。
C語言的特性,實現OOP
C是一門面向過程的語言,但它依舊可以實現大多數面向對象所能完成的工作。比如面向對象的三大特性:封裝、繼承、多態。我們以下圖來寫代碼舉例子。
封裝
由於面象向對象是將數據與方法封裝到一個類裏。使用者無需關心類是怎麼實現的。在 C_OOP 中貫徹了這一思想,C中有一種複雜的數據結構叫做struct。struct是C裏面的結構體。
如上圖假如我們要對鳥bird進行封裝,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
};
當我們要像OOP那樣新建一個對象時,我們就可以:
struct Bird p;
我們就可以直接對p進行賦值:
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語言實現繼承的機制中,多半是用結構體組合實現的,同樣利用struct,我們來創建一個Bird結構,同時繼承結構體Bird,如下:
struct fBird{
struct Bird p;
char fly[20]; //飛翔
int scream; //鳴叫
};
對Bird進行創建對象,並賦值:
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
C_OOP中的一個核心就是多態,C中對於多態的實現可以藉助函數指針來實現。爲了簡單起見,我們假設Bird這個結構體中,只有一個函數指針。
struct Bird{
void (*print)(void *p);
};
struct fBird{
struct Bird p;
};
而Bird和fBird這兩個結構體的print函數實現如下:
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");
}
我們寫一個函數來調用他們:
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); //實參爲Bird的對象
print(&fbird); //實參爲fBird的對象
return 0;
}
他們的輸出爲:
run in the Bird!!
run in the fBird!!
其實這個也不難理解,無論是fBird還是Bird,他們在內存中只有一個變量,就是那個函數指針,而void表示任何類型的指針,當我們將它強制轉換成struct Bird類型時,p->print指向的自然就是傳入實參的print地址。
OOP真的那麼重要?
從大學到工作至今,在嵌入式領域中一直是使用C語言,而我在學習C++的過程中,看的代碼越多,代碼量越大,越來越覺得C++對於大型軟件架構的良好可控性,和對以後程序員維護代碼時良好的可讀性;
個人認爲:C語言中最大的成功在於它的指針,但是也是最容易出錯的,想要理解C,必須要掌握指針。雖然說,語言只是一門工具,但是這是基礎.或者你可以說C太底層,現在都是OOP的時代了,誰還會用面向過程的,你們不要忘了操作系統是用什麼寫的?是C;C實現的nginx的併發量是C++實現的apache的幾十倍,關鍵是要理解語言背後的思想。
當然這不是爲了OOP而OOP,實在是OOP的一些特徵,例如封裝,多態其實是軟件工程思想,這些思想不分語言,遵循了這些思想可以使得程序更有彈性,更易修改和維護,避免僵化,脆弱的性質。
嵌入式C語言使用OOP的一些思考
然而就目前來說,在嵌入式領域廣泛的使用C++顯然是不現實的事情。在一個到處是OOP的年代,爲何面向過程的C語言依然可以如此活躍?
我們可以用它來開發一系列的小工具,Unix/Linux就是由這些小工具組成的操作系統;同時用C語言可以開發高性能的應用程序。
C語言良好的可移植性,小巧靈活,而且還有一個直接與硬件打交道的指針的存在,對內存等良好的操作性以及執行之速度快,是嵌入式開發唯有的高級語言,均是一般嵌入式產品的不二首選。
LW_OOPC->C語言的面對對象
LW_OOPC是臺灣的MISOO團隊根據多年研發經驗,總結出來的一種輕便的面向對象的C語言。雖然不足以提供足夠的能力使我們實現面向對象所有的概念,但是我們依然可以應用它們完成我們簡單的面向對象思想的構建。
lw_oopc僅用了2個文件,.h及.c文件就實現了面向對象的三大因素,實現過程極爲簡潔又富含技巧。lw_oopc說白了,就是定義了一堆宏,使用起來也就是調用這些宏。
//| INTERFACE | 接口
//----------------------------------------------------------------------
//| CLASS | 類
//----------------------------------------------------------------------
//| CTOR | 構造器開始
//----------------------------------------------------------------------
//| END_CTOR | 構造器截止
//----------------------------------------------------------------------
//| FUNCTION_SETTING | 關聯成員函數指針
//----------------------------------------------------------------------
//| IMPLEMENTS | 繼承
//----------------------------------------------------------------------
//| DTOR | 爲了支持析構函數的概念
//| END_DTOR |
//----------------------------------------------------------------------
//| ABS_CLASS | 爲了支持抽象類的概念
//----------------------------------------------------------------------
//| ABS_CTOR | 爲了支持可繼承的抽象類的構造函數
//| END_ABS_CTOR |
//----------------------------------------------------------------------
//| EXTENDS | 爲了讓熟悉Java的人容易理解(與IMPLEMENTS宏等同)
//----------------------------------------------------------------------
//| SUPER_CTOR | 爲了支持子類調用父類的構造函數
//----------------------------------------------------------------------
//| SUPER_PTR | 爲了支持向上轉型
//| SUPER_PTR_2 |
//| SUPER_PTR_3 |
//----------------------------------------------------------------------
//| SUB_PTR | 爲了支持向下轉型
//| SUB_PTR_2 |
//| SUB_PTR_3 |
//----------------------------------------------------------------------
//| INHERIT_FROM | 爲了支持訪問直接父類的數據成員
//----------------------------------------------------------------------
下面是對LW_OOPC的簡單的分析。
LW_OOPC概述
簡單來說它主要是一個頭文件,我們通過對這個頭文件的使用來實現面向對象。
//lw_oopc.h : MISOO團隊設計的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 */
下面一段代碼是簡單的OOPC的應用:
// 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;
}
接口的實現
在OOP程序中,通常是通過類定義和接口定義來實現的。
//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->radius = 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
語言只是一種工具,任何語言之間都是相通的,一通則百通,關鍵是要理解語言背後的思想,理解其思想,任何語言,拿來用就行了。語言沒有好壞之分,任何語言既然存在自然有它存在的價值。
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