C语言OOP思想

ｃ语言入门容易，精通难，没个六七年的工作是不行的，所以我会把自己开发中认为精髓的东西，记录下来，以备后需。c语言作为我的本命语言，我觉着其中有很多有趣儿的地方。
ｃ语言是典型的面向过程的语言，没有后来面向对象(OOP)中类，对象，继承，的概念，也就没有数据隐藏机制，但是聪明的人们总会想办法的，于是就有了黑盒模型。黑盒模型故名思议，盒子内部的实现细节对用户来说是不可见的，用户只能通过盒子提供的一个句柄（可以为void *或者int类型，具体实现比较灵活）来访问或者设置盒子内部的数据。
微软的windows操作系统，虽然是用c实现的，但是也采用了面向对象的设计思想，其中一部分就是通过黑盒来实现的。windows平台编程有个非常重要的概念——内核对象句柄（HANDLE），就是黑盒模型的典型代表。无论任何类型的内核对象（进程、文件、事件等等）都通过HANDLE句柄，获取或者设置对象的属性。不过不同windows版本，HANDLE的类型也不一致，有的时void *指针，有的是int类型（进程空间句柄表的索引）。
linux下的文件描述符FD（FileDescriptor)也是类似的实现。
为了演示黑盒模型，特意写了一个demo，linux平台下使用gcc -I./ -o demo -DLINUX demo.c 编译链接生成二进制可执行文件demo

头文件demo.h

#ifndef __DEMO_H
#define __DEMO_H

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#if defined(WIN32) || defined(_WIN32)
#define STDCALL __stdcall
#elif defined(LINUX)
#define STDCALL
#else
#error "unspported platform"
#endif

typedef void * HOBJECT;

/* create an instance */
HOBJECT STDCALL create_object();

/* set value of specified field */
int STDCALL set_data(HOBJECT obj, int value);

/* get value of specified field, return default value def on error */
int STDCALL get_data(HOBJECT obj, int def);

/* delete object */
void STDCALL delete_object(HOBJECT obj);

#endif

函数、数据结构的定义demo.c
特别注意，设置对象数据成员值并返回旧数据成员值的函数int set_data(HOBJECT obj, int value)；采用的是连续三次异或运算，完成ptr->data与value的值交换，而非采用的第三方变量作为交换媒介的方式，这样做的优点，请参阅鄙人接下的博文。

include "demo.h"

  typedef struct
  {
      int obj_id;
      int data;
      /* other data fields */
      /* ... */
  }object;

  HOBJECT STDCALL create_object()
  {
      object *obj = (object *)malloc(sizeof(object));
      if(obj != NULL)
      {
          memset((void *)obj, sizeof(object), 0);
          /* object's id */
          obj->obj_id = (int)obj;
          return (HOBJECT)obj;
      }
      return NULL;
  }

  int set_data(HOBJECT obj, int value)
  {
      object *ptr=(object *)obj;
      ptr->data ^= value;
      value = ptr->data ^ value;
      ptr->data ^= value;
      return value;
  }

  int get_data(HOBJECT obj, int def)
  {
      return obj != NULL ? ((object *)obj)->data : def;
  }

  void delete_object(HOBJECT obj)
  {
      if(obj != NULL)
      {
          free(obj);
          obj=NULL;
      }
  }

  int main(int argc, char **argv)
  {
      /* entry point */
      HOBJECT obj = create_object();
      printf("old value:%d\n", set_data(obj, 1000));
      printf("old value:%d\n", set_data(obj, 2000));
      printf("attr:%d\n", get_data(obj, 100));
      delete_object(obj);

      return 0;
  }

当然真正的项目中，实现也会相对比较复杂，相对于java这类语言（很多底层的东东对程序猿都是透明的），对象的内存管理就得自己考虑。生产环境对象分配是不可以用malloc的，这样会产生大量的内存碎片，比较推荐的是linux内核的slab内存分配机制，或者使用开源的内存管理库，当然有特殊需求，也可以自己设计内存管理算法。