如何用C语言编写面向对象的代码?

用C编写面向对象代码有哪些方法?特别是在多态性方面。

另请参阅此堆栈溢出问题C中的面向对象。

当前回答

动物和狗的小例子:你镜像了c++的虚表机制(基本上是这样)。你还分离了分配和实例化(Animal_Alloc, Animal_New)，所以我们不会多次调用malloc()。我们还必须显式地传递this指针。

如果你要做非虚函数，那就很简单了。你只是不需要将它们添加到虚函数表中，静态函数也不需要this指针。多重继承通常需要多个虚表来解决歧义。

此外，您应该能够使用setjmp/longjmp来进行异常处理。

struct Animal_Vtable{
    typedef void (*Walk_Fun)(struct Animal *a_This);
    typedef struct Animal * (*Dtor_Fun)(struct Animal *a_This);

    Walk_Fun Walk;
    Dtor_Fun Dtor;
};

struct Animal{
    Animal_Vtable vtable;

    char *Name;
};

struct Dog{
    Animal_Vtable vtable;

    char *Name; // Mirror member variables for easy access
    char *Type;
};

void Animal_Walk(struct Animal *a_This){
    printf("Animal (%s) walking\n", a_This->Name);
}

struct Animal* Animal_Dtor(struct Animal *a_This){
    printf("animal::dtor\n");
    return a_This;
}

Animal *Animal_Alloc(){
    return (Animal*)malloc(sizeof(Animal));
}

Animal *Animal_New(Animal *a_Animal){
    a_Animal->vtable.Walk = Animal_Walk;
    a_Animal->vtable.Dtor = Animal_Dtor;
    a_Animal->Name = "Anonymous";
    return a_Animal;
}

void Animal_Free(Animal *a_This){
    a_This->vtable.Dtor(a_This);

    free(a_This);
}

void Dog_Walk(struct Dog *a_This){
    printf("Dog walking %s (%s)\n", a_This->Type, a_This->Name);
}

Dog* Dog_Dtor(struct Dog *a_This){
    // Explicit call to parent destructor
    Animal_Dtor((Animal*)a_This);

    printf("dog::dtor\n");

    return a_This;
}

Dog *Dog_Alloc(){
    return (Dog*)malloc(sizeof(Dog));
}

Dog *Dog_New(Dog *a_Dog){
    // Explict call to parent constructor
    Animal_New((Animal*)a_Dog);

    a_Dog->Type = "Dog type";
    a_Dog->vtable.Walk = (Animal_Vtable::Walk_Fun) Dog_Walk;
    a_Dog->vtable.Dtor = (Animal_Vtable::Dtor_Fun) Dog_Dtor;

    return a_Dog;
}

int main(int argc, char **argv){
    /*
      Base class:

        Animal *a_Animal = Animal_New(Animal_Alloc());
    */
    Animal *a_Animal = (Animal*)Dog_New(Dog_Alloc());

    a_Animal->vtable.Walk(a_Animal);

    Animal_Free(a_Animal);
}

PS.这是在c++编译器上测试的，但是在C编译器上运行应该很容易。

2008-12-09 10:45:21

其他回答

面向对象的C，可以做到，我在韩国看过这种类型的代码，这是我多年来见过的最可怕的怪物(这是去年(2007年)我看到的代码)。所以，是的，这是可以做到的，是的，人们曾经这样做过，甚至在这个时代仍然这样做。但我还是推荐c++或Objective-C，这两种语言都起源于C，目的是用不同的范式提供面向对象。

2008-12-09 04:09:17

我亲眼见过。我不推荐。c++最初是作为一个生成C代码的中间步骤的预处理器开始的。

本质上，您最终要做的是为所有方法创建一个调度表，其中存储函数引用。派生类需要复制这个分派表并替换您想要重写的条目，如果您的新“方法”想要调用基方法，则必须调用原始方法。最终，你要重写c++。

2008-12-09 04:04:02

我有点晚了，但我想分享我在这个主题上的经验:我这些天在使用嵌入式的东西，我唯一的(可靠的)编译器是C，所以我想在我用C编写的嵌入式项目中应用面向对象的方法。

到目前为止，我看到的大多数解决方案都大量使用类型转换，因此我们失去了类型安全:如果你犯了错误，编译器不会帮助你。这是完全不能接受的。

我的要求是:

尽可能避免类型转换，这样我们就不会失去类型安全; 多态:我们应该能够使用虚方法，类的用户不应该知道某个特定的方法是否是虚的; 多重继承:我不经常使用它，但有时我确实希望某个类实现多个接口(或扩展多个超类)。