C语言面向对象的实现---封装性

      在嵌入式系统开发中，不同的硬件一般都支持C编译器，而可能没有C++的编译器或支持的不好，所以，在嵌入式系统的开发中，C语言是使用最多的语言。而为了使用面向对象(OO)的优点，一般在C编程中加入OO的特性。

        面向对象编程(OOP)有三个特性：封装、继承和多态性。Smalltalk、C++、Java、C#等面向对象语言在语言层次上支持OOP，而OOP并不是为特殊语言而使用的，用C和汇编也可以实现OOP的思想。

        以下用C实现了OOP的三个特性之一：封装性，也即访问权限。

1. public访问权限(全局权限)---全局可见

    关键：只要包含头，该头中声明的成员(属性、方法和宏)就是全局可见的。

    如下图，A.h中的声明了v1和f1(), A.c中实现了方法f1(), App.c因为包含了A.h, 所以，在App.c中，v1和f1()都是可见的。

 

图1.public成员定义 

2.protected访问权限(保护权限)---包内可见，包外继承中也可见

    只在继承中可以使用的成员，在C中很难实现这种权限。一般用宏定义为public的形式，但在使用中要注意，只让这个成员在继承的类实例中使用(关于C的继承性在其它博文中)。

3.friendly访问权限(包内权限)---只在包内可见，包外不可见

概念：包含其它头的头我们叫它父头，如module1_pkg.h；而被包含的头我们叫它子头，如module1.h。

关键：(1)用多级包含的头文件,形成不同的包内包外访问权限，则父头的声明的成员为friendly访问权限。

          (2)包内所有定义.c文件时都使用父头，而在包外使用子头，则父头中声明的成员(属性、方法和宏)在包内可见，而包外不同见。

    module1目录就是一个包，其中有一个包头文件module1_pkg.h, 和所有.c文件。包头文件module1_pkg.h包含头文件module1.h，在包头module1_pkg.h是声明的成员---也就是friendly成员。

    本包中所有.c文件使用包头module1.pkg.h，而其它包中的所有.c实现文件使用module1.h，则module1_pkg.h中声明的成员在module1包内可见,而在module2包中不可见，如图3.1。

    也可以把成员定义在一个.c文件中，再用extern引用提升到module1_pkg.h中，则该成员在包含module1_pkg.h的其它.c文件中可见，而在包含module1.h的其它.c文件中不可见，如图3.2。

   
图3.1 直接定义的friendly变量和方法                                      图3.2 使用extern的friendly变量和方法

4. private访问权限(私有权限)---只在本.c文件内可见，其它位置不可见

     关键：只在.c文件定义的成员(属性和方法)，只能在本.c文件中可见，一般前边加一个static修饰(不加也一样)，但为了与用extern修饰而被提升的成员进行区别，所以private成员前加static, 而被提升的成员不加static。

    如下图，v2,f2是在A.c中声明和实现的，它们只能A.c中可见，在App.c中不可见。

图4. private成员定义

extern的作用！

    关键：extern修饰符并不是声明一个成员(属性和方法)，只是个引用，并可以提升成员的访问权限。若采用分层的头结构，可以用extern提升成员为包内可见或全局可见。

    一般把逻辑上相关的成员声明放在相近的位置，如放在A.c文件中，当要提升成员的访问权限时，可以在.h头中用extern来提升成员的访问权限。 

    用extern可以把private成员变成public成员；有时只是说明本文件中会用到某个成员(其它文件中已经声明的)而引用一下。

图5.extern的作用