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2016-12-19 16:33:02

原文地址:c语言实现面向对象编程 作者:NosicLin

介简:

       Redy的开发语言是C,但在源码中,有很多地方都使用到了面向对象编程的方法,例如:在基本数据类型这一个模块,所有的数据类型都继承robject;在抽象语法树模块,所有的节点都继承astobjct。在linux内核中,也有很多是使用的面向对象方法,在虚拟文件系统,驱动模型中都可以看到。c语言是一种结构化编程语言,以模块工能和处理过程设计为主,实现数据与代码分隔化。面向对象方法论中,核心是类,类是用于创造对象的模板,其三要素为:封装,继承,多态。C语言本身对面向对象的支持很弱,但可以通过一些技巧来实现。下面通过一个具体的实例来说明实现这此技巧。

实例介简:

       在几何中,所有的几何类型都继承父类“形状(shape)”,父类“形状”有两处属性s_type和s_name。其中s_type用于表示该形状所属的类型,s_name用于表于该形状态的名称。而且父类shape还有两个虚接口,一个为shape_area用于返回该形状的面积,一个为shape_perimeter用于返回该形状的周长。所子继承“形状”的子类都必须实现这两个接口。
  1. struct shape;
  2. struct shape_ops
  3. {
  4.     /*返回几何体的面积*/
  5.     float (*so_area)(struct shape*);
  6.     /*返回几何体的周长*/
  7.     int (*so_perimeter)(struct shape*);
  8. };
  9. struct shape
  10. {
  11.     int* s_type;
  12.     char* s_name;
  13.     struct shape_ops* s_ops; /*虚接口,所有子类必须实现*/
  14. };

  15. float shape_area(struct shape* s)  /*求形状面积*/
  16. {
  17.     return s->s_ops->so_area(s);  
  18. }
  19. int shape_perimeter(struct shape* s) /*求周长*/
  20. {
  21.     return s->s_ops->so_perimeter(s);
  22. }
        几何体“三角形(triangle)”继承父类“形状”,并且实现了父类的两个虚接口。“三角形”有三条边,分别用t_side_a,t_side_b,t_side_c来表于三条边的长度。
  1. /*三角形*/
  2. struct triangle
  3. {
  4.     struct shape t_base;
  5.     int t_side_a;
  6.     int t_side_b;
  7.     int t_side_c;
  8. };

  9. float triangle_area(struct shape* s)  /*三角形面积,用海伦公式*/
  10. {
  11.     struct triangle* t=(struct triangle*)s;
  12.     int a=t->t_side_a;
  13.     int b=t->t_side_b;
  14.     int c=t->t_side_c;
  15.     float p=(a+b+c)/2;
  16.     return sqrt(p*(p-a)*(p-b)*(p-c));
  17. }
  18. int triangle_perimeter(struct shape* s)  /*三角形周长*/
  19. {
  20.     struct triangle* t=(struct triangle*)s;
  21.     int a=t->t_side_a;
  22.     int b=t->t_side_b;
  23.     int c=t->t_side_c;
  24.     return a+b+c;
  25. }
  26. struct shape_ops triangle_ops=    /*对父类虚接口的实现*/
  27. {
  28.     triangle_area,
  29.     triangle_perimeter,
  30. };
  31. struct triangle* triangle_create(int a,int b,int c)  /*创建三角形*/
  32. {
  33.     struct triangle* ret=(struct triangle*)malloc(sizeof (*ret));
  34.     ret->t_base.s_name="triangle";
  35.     ret->t_base.s_ops=&triangle_ops;
  36.     ret->t_side_a=a;
  37.     ret->t_side_b=b;
  38.     ret->t_side_c=c;
  39.     return ret;
  40. }
        几何体“矩形(rectangle)”继承父类“形状”,同样也实现的父类的两个虚接口。有两个属性r_width和r_height,分别表示矩形的长和宽。
  1. /*矩形*/
  2. struct rectangle
  3. {
  4.     struct shape r_base;
  5.     int r_width;
  6.     int r_height;
  7. };

  8. float rectangle_area(struct shape* s)  /*矩形面积*/
  9. {
  10.     struct rectangle* r=(struct rectangle*)s;
  11.     return r->r_width*r->r_height;
  12. }
  13. int rectangle_perimeter(struct shape* s)/*矩形周长*/
  14. {
  15.     struct rectangle* r=(struct rectangle*)s;
  16.     return (r->r_width+r->r_height)*2;
  17. }
  18. struct shape_ops rectangle_ops=      /*对父类虚接口的实现*/
  19. {
  20.     rectangle_area,
  21.     rectangle_perimeter,
  22. };

  23. struct rectangle* rectangle_create(int width, int height)  /*创建矩形*/
  24. {
  25.     struct rectangle* ret=(struct rectangle*)malloc(sizeof(*ret));
  26.     ret->r_base.s_name="rectangle";
  27.     ret->r_base.s_ops=&rectangle_ops;
  28.     ret->r_height=height;
  29.     ret->r_width=width;
  30.     return ret;
  31. }
测试代码:
  1. int main()
  2. {
  3.     struct shape* s[4];
  4.     s[0]=triangle_create(5,5,4);
  5.     s[1]=triangle_create(3,4,5);
  6.     s[2]=rectangle_create(10,12);
  7.     s[3]=rectangle_create(5,8);

  8.     int i=0;
  9.     for(i=0;i<4;i++)
  10.     {
  11.         float area=shape_area(s[i]);    
  12.         int perimeter=shape_perimeter(s[i]);
  13.         char* name=s[i]->s_name;

  14.         printf("name:%s ,area:%.2f ,perimeter:%d\n",name,area,perimeter);
  15.     }
  16.     return 0;
  17. }

运行结果:
  1. name:triangle ,area:9.17 ,perimeter:14
  2. name:triangle ,area:6.00 ,perimeter:12
  3. name:rectangle ,area:120.00 ,perimeter:44
  4. name:rectangle ,area:40.00 ,perimeter:26

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