C语言面向对象编程

C语言面向对象编程 原创作者: rubynroll   阅读:5643次   评论:0条   更新时间:2008-12-15     经常看到关于OO编程的讨论，C+, Java, C#.还有最近很流行的动态语言Python,Ruby等，但很少看到有C的份。在我看来，OO编程的核心是OO的思想，用什么语言倒是其次。但是，不可否认，那些专门为OO编程设计的语言可以比较方便和自然地表达OO思想，有些语言甚至强制使用OO特性。 C，作为最贴近底层的高级语言，拥有简洁的语法和直接内存操作能力（指针），大量运用于系统级编程，如操作系统内核，驱动程序等。而在嵌入式系统中，由于资源有限等因素，更倾向于用C编程。 C虽然在语言特性上并没有体现OO特性，但是依然可以通过各种编程技巧来体现OO的思想。由于C的高度自由的特点，在OO编程方面还能体现有别于其他语言的特殊韵味。 目 录 - 1. C的面向对象概念 2. 用struct来仿真class 3. 实现OO的继承机制 C的面向对象概念 OO Programing in C is not only POSSIBLE but also PRACTICAL. - OO思想在Unix世界中很早就有：UNIX把设备抽象成文件，这样就可以用一套相同的方法(open, read, write, close, . )去访问不同的设备和文件尽管设备之间的差异很大。用OO的观点来看，这些“设备”对象都实现了"文件操作接口"，可以想象有一个叫"文件"的基类，定义了"文件操作接口"，“设备”对象继承了“文件”对象.。在实现角度看，在内核里面，设备驱动提供了自己的read, write等实现，并用它们去填充文件操作结构体里面的函数指针.这和C+里面的虚函数运行时绑定的道理是一样的。( C+虚函数是其实是运行时静态绑定，而文件操作接口可以运行时动态绑定 :-) Linux内核中则处处体现了OO的思想。2.6内核的Device Driver Modal是一套层次分明又错综复杂的机制，其中体现了许多OO设计理念。虽然可能设备驱动程序开发者觉察不到，但所有的设备驱动对象内部都隐藏了一个叫 KObject的对象。内核把这些KObjects互相联系在一起，并通过KObject的相互关系构造了/sys文件系统。/sys就是内核中各种设备对象的映射图，如果把/sys全部展开，我们可以清楚地看到各种对象的关系。 实践证明，C也可以很好地用于OO编程，而且可以用于构造很复杂的系统，而且C在表达OO思想的时候并不会显得蹩脚，而是可以很简单，很自然。 用struct来仿真class OO Programing in C is not only POSSIBLE, but also PRACTICAL. - “class“是很多OO编程语言里的关键字，它来源于OO鼻祖Smalltalk。class（类），是对一群有相同特性的对象的抽象概括，对象称为类的实例。在class里面可以存放有状态(变量)，行为(函数/方法).有关OO概念、方法的文章太多了，不再啰嗦。在C里面，唯一可以实现自定义类型的是struct，struct是C的OO编程最重要的工具。 一个最常见的技巧，就是用struct来"仿真"class: 在struct里面放入变量，函数指针，嵌入其他struct等。 以下例子摘自我最近刚开发完成的一个USB Firmware项目: C代码 1. struct usb_device;   2. struct usb_ctl;   3.   4. struct usb_iobuf    5.   int len;              /* data length in the buffer */  6.     unsigned char bufUSBEPFIFO_SIZE;  /* data buffer itself */  7. ;   8.   9. struct usb_endpoint    int type;       /* endpoint type: BULKIN, BULKOUT, CTL, ISO . */  10.     int qlen;       /* queue length */  11.   12.     xQueueHandle lock;  /* semaphore lock */  13.     xQueueHandle q;     /* data queue (pointer of bulk_buf) */  14.   15.     int idx;        /* endpoint index */  16.     int epx;        /* endpoint mark bit */  17.     int cfg;        /* endpoint configure */  18.     int bank;       /* current operation bank (for ping-pong mode) */  19.     int txCount;        /* used for ping-pong mode */   /* endpoint data process function */        void (*ep_process) (struct usb_device *dev,          struct usb_endpoint *ep,            xISRStatus *pxMessage);   20. ;   21.   22. struct usb_descriptor    23.     int type;       /* descriptor type: device, conf, string or endpoint */  24.     int idx;        /* descriptor index (for string descriptor) */  25.     int size;       /* descriptor size */  26.     void * data;        /* descriptor data */  27.     struct list_head list;  /* link list of descriptors */  28. ;   29.   30. struct usb_deviceOps    31.     int (*init)(struct usb_device *dev);        /* called when framework init usb device, add device descriptors, init private data . etc. */  32.     int (*reset)(struct usb_device *dev);       /* called when reseted by host */  33.     int (*switch_in)(struct usb_device *dev);   /* called when switch in */  34.     int (*switch_out)(struct usb_device *dev);  /* called when swithc out */    /* called when HOST request class interface data */  35.     void (*class_interface_req)(struct usb_device *dev, xUSB_REQUEST *pxRequest);   /* called when HOST complete the data sending stage */      int (*ctl_data_comp)(struct usb_device *dev,                     xCONTROL_MESSAGE *pxMessage);   36. ;   37.   38. struct usb_ctlOps    39.     void (*ctl_transmit_null)(struct usb_ctl *ctl);   40.     void (*ctl_send_stall)(struct usb_ctl *ctl);   41.     void (*ctl_reset_ep0)(struct usb_ctl *ctl);   42.     void (*ctl_detach_usb)(struct usb_ctl *ctl);   43.     void (*ctl_attach_usb)(struct usb_ctl *ctl);   44.     void (*ctl_send_data)(struct usb_ctl *ctl, unsigned char *data,   45.             int req_len,   46.             int send_len,   47.             int is_des);   48. ;   49.   50.   51. struct usb_ctl    52.     int addr;           /* address alloced by host */  53.     int conf;           /* configuration set by host */  54.     eDRIVER_STATE state;        /* current status */  55.     xCONTROL_MESSAGE tx;        /* control transmit message */  56.     xCONTROL_MESSAGE rx;        /* control receive message */  57.     struct ubufm *bufmn;        /* 'usb_iobuf' buffer manager, shared by all usb devices */  58.     int prio;           /* the main task priority */  59.     xTaskHandle task_handle;    /* the main task handler */  60.     struct usb_ctlOps *ctlOps;  /* control endpoint operations */  61. ;   62.   63. struct usb_devi