解釋區(qū)分一下C語(yǔ)言和OOP

我們經(jīng)常說(shuō)C語(yǔ)言是面向過(guò)程的，而C＋＋是面向?qū)ο蟮?，然而何為面向?qū)ο?，什么又是面向過(guò)程呢？不管怎么樣，我們最原始的目標(biāo)只有一個(gè)就是實(shí)現(xiàn)我們所需要的功能，從這一點(diǎn)說(shuō)它們是殊途同歸的。過(guò)程與對(duì)象只是側(cè)重點(diǎn)不同而已。

舉個(gè)例子吧，我現(xiàn)在有個(gè)計(jì)劃，要去北京，OOP語(yǔ)言是直接給你一個(gè)車(chē)，然后你自己設(shè)定路線(xiàn)去北京就好，而C語(yǔ)言是需要你自己制造零件，自己組裝好車(chē)，然后再自己設(shè)定路線(xiàn)，最后到達(dá)北京。C語(yǔ)言比較費(fèi)勁，但是程序的效率很高。

過(guò)程&對(duì)象？

一個(gè)對(duì)象就是由或多或少的針對(duì)這個(gè)對(duì)象的過(guò)程構(gòu)成的，當(dāng)然其中是少不了必要的屬性。

一個(gè)過(guò)程是針對(duì)一個(gè)或者是多個(gè)對(duì)象所進(jìn)行的操作。兩者是可以互相轉(zhuǎn)換的，關(guān)鍵是哪一種方式更能適合你現(xiàn)在的需求，更能讓你的軟件開(kāi)發(fā)錦上添花。

我個(gè)人認(rèn)為一般情況下，一個(gè)更容易擴(kuò)展、維護(hù)的軟件通常采用的是OOP的思想，添加一個(gè)原本不存在的相對(duì)無(wú)關(guān)單獨(dú)的個(gè)體，總比在一個(gè)已經(jīng)存在的過(guò)程內(nèi)硬塞進(jìn)去一個(gè)對(duì)象要簡(jiǎn)單；而且面向過(guò)程更容易導(dǎo)致混亂的維護(hù)。

舉個(gè)例子，同樣是一條河與一個(gè)湖泊，哪一個(gè)更容管理維護(hù)呢？我想答案是顯而易見(jiàn)的。當(dāng)然不管怎么樣，軟件本身設(shè)計(jì)架構(gòu)的好壞也是非常重要的。

C語(yǔ)言的特性，實(shí)現(xiàn)OOP

C是一門(mén)面向過(guò)程的語(yǔ)言，但它依舊可以實(shí)現(xiàn)大多數(shù)面向?qū)ο笏芡瓿傻墓ぷ?。比如面向?qū)ο蟮娜筇匦裕悍庋b、繼承、多態(tài)。我們以下圖來(lái)寫(xiě)代碼舉例子。

封裝

由于面象向?qū)ο笫菍?shù)據(jù)與方法封裝到一個(gè)類(lèi)里。使用者無(wú)需關(guān)心類(lèi)是怎么實(shí)現(xiàn)的。在 C_OOP 中貫徹了這一思想，C中有一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)叫做struct。struct是C里面的結(jié)構(gòu)體。

如上圖假如我們要對(duì)鳥(niǎo)bird進(jìn)行封裝，bird可能包括姓名、顏色、棲息地、重量、屬性等信息。我們就可以對(duì)它封裝如下： 

struct Bird{  
    char name[20];//姓名  
    char color;    //顏色     
    char addr[30];    //棲息地  
    int weight;        //體重  
    int other;      //屬性  
}; 

當(dāng)我們要像OOP那樣新建一個(gè)對(duì)象時(shí)，我們就可以： 

struct Bird p; 

我們就可以直接對(duì)p進(jìn)行賦值： 

p.name = "bird";  
p.color = 'b';  //'b' = black; 'g' = green  
p.addr = 'w';    
p.weight = 175;  
p.other = 1; 

繼承

在常見(jiàn)用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)繼承的機(jī)制中，多半是用結(jié)構(gòu)體組合實(shí)現(xiàn)的，同樣利用struct，我們來(lái)創(chuàng)建一個(gè)Bird結(jié)構(gòu)，同時(shí)繼承結(jié)構(gòu)體Bird，如下： 

struct fBird{  
    struct Bird p;  
    char fly[20]; //飛翔  
    int scream;        //鳴叫  
}; 

對(duì)Bird進(jìn)行創(chuàng)建對(duì)象，并賦值： 

struct fBird s;  
s.p.name = "bird";  
s.p.color = 'b';  
s.p.other = 25;  
s.p.weight = 65;  
s.fly = "0618";  
s.scream = 90; 

多態(tài)

C_OOP中的一個(gè)核心就是多態(tài)，C中對(duì)于多態(tài)的實(shí)現(xiàn)可以借助函數(shù)指針來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們假設(shè)Bird這個(gè)結(jié)構(gòu)體中，只有一個(gè)函數(shù)指針。 

struct Bird{  
    void (*print)(void *p);  
};  
struct fBird{  
    struct Bird p;  
}; 

而B(niǎo)ird和fBird這兩個(gè)結(jié)構(gòu)體的print函數(shù)實(shí)現(xiàn)如下： 

void printBird(void *Bird){  
    if(NULL == Bird)  
        return ;  
    struct Bird *p = (struct Bird *)Bird;  
    printf("run in the Bird!!\n");  
}  
void printfBird(void *Bird){  
    if(NULL == Bird)  
        return ;  
    struct Bird *p = (struct Bird *)Bird;  
    printf("run in the fBird!!\n");  
} 

我們寫(xiě)一個(gè)函數(shù)來(lái)調(diào)用他們： 

void print(void *Bird){  
    if(NULL == Bird)  
        return ;  
    struct Bird *p = (struct Bird *)Bird;  
    p->print(Bird);  
}  
int main(){  
    struct Bird bird;  
    struct fBird fbird;  
    Bird.print = printBird;  
    fBird.p.print = printfBird;  
    print(&bird);    //實(shí)參為Bird的對(duì)象  
    print(&fbird);  //實(shí)參為fBird的對(duì)象  
    return 0;  
} 

他們的輸出為： 

run in the Bird!!  
run in the fBird!! 

其實(shí)這個(gè)也不難理解，無(wú)論是fBird還是Bird，他們?cè)趦?nèi)存中只有一個(gè)變量，就是那個(gè)函數(shù)指針，而void表示任何類(lèi)型的指針，當(dāng)我們將它強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成struct Bird類(lèi)型時(shí)，p->print指向的自然就是傳入實(shí)參的print地址。

OOP真的那么重要？

從大學(xué)到工作至今，在嵌入式領(lǐng)域中一直是使用C語(yǔ)言，而我在學(xué)習(xí)C＋＋的過(guò)程中，看的代碼越多，代碼量越大，越來(lái)越覺(jué)得C＋＋對(duì)于大型軟件架構(gòu)的良好可控性，和對(duì)以后程序員維護(hù)代碼時(shí)良好的可讀性；

個(gè)人認(rèn)為：C語(yǔ)言中最大的成功在于它的指針，但是也是最容易出錯(cuò)的，想要理解C，必須要掌握指針。雖然說(shuō)，語(yǔ)言只是一門(mén)工具，但是這是基礎(chǔ).

或者你可以說(shuō)C太底層，現(xiàn)在都是OOP的時(shí)代了，誰(shuí)還會(huì)用面向過(guò)程的,你們不要忘了操作系統(tǒng)是用什么寫(xiě)的？是C；C實(shí)現(xiàn)的nginx的并發(fā)量是C++實(shí)現(xiàn)的apache的幾十倍,關(guān)鍵是要理解語(yǔ)言背后的思想。

當(dāng)然這不是為了OOP而OOP，實(shí)在是OOP的一些特征，例如封裝，多態(tài)其實(shí)是軟件工程思想，這些思想不分語(yǔ)言，遵循了這些思想可以使得程序更有彈性，更易修改和維護(hù)，避免僵化，脆弱的性質(zhì)。

嵌入式C語(yǔ)言使用OOP的一些思考

然而就目前來(lái)說(shuō)，在嵌入式領(lǐng)域廣泛的使用C＋＋顯然是不現(xiàn)實(shí)的事情。在一個(gè)到處是OOP的年代，為何面向過(guò)程的C語(yǔ)言依然可以如此活躍？

我們可以用它來(lái)開(kāi)發(fā)一系列的小工具，Unix/Linux就是由這些小工具組成的操作系統(tǒng)；同時(shí)用C語(yǔ)言可以開(kāi)發(fā)高性能的應(yīng)用程序。

C語(yǔ)言良好的可移植性，小巧靈活，而且還有一個(gè)直接與硬件打交道的指針的存在，對(duì)內(nèi)存等良好的操作性以及執(zhí)行之速度快，是嵌入式開(kāi)發(fā)唯有的高級(jí)語(yǔ)言，均是一般嵌入式產(chǎn)品的不二首選。

LW_OOPC->C語(yǔ)言的面對(duì)對(duì)象

LW_OOPC是臺(tái)灣的MISOO團(tuán)隊(duì)根據(jù)多年研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出來(lái)的一種輕便的面向?qū)ο蟮腃語(yǔ)言。雖然不足以提供足夠的能力使我們實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο笏械母拍?，但是我們依然可以?yīng)用它們完成我們簡(jiǎn)單的面向?qū)ο笏枷氲臉?gòu)建。

lw_oopc僅用了2個(gè)文件，.h及.c文件就實(shí)現(xiàn)了面向?qū)ο蟮娜笠蛩?，?shí)現(xiàn)過(guò)程極為簡(jiǎn)潔又富含技巧。lw_oopc說(shuō)白了，就是定義了一堆宏，使用起來(lái)也就是調(diào)用這些宏。 

//| INTERFACE                 | 接口  
//----------------------------------------------------------------------  
//| CLASS                     | 類(lèi)  
//----------------------------------------------------------------------  
//| CTOR                      | 構(gòu)造器開(kāi)始  
//----------------------------------------------------------------------   
//| END_CTOR                  | 構(gòu)造器截止  
//----------------------------------------------------------------------  
//| FUNCTION_SETTING          | 關(guān)聯(lián)成員函數(shù)指針  
//----------------------------------------------------------------------  
//| IMPLEMENTS                | 繼承  
//----------------------------------------------------------------------  
//| DTOR                      | 為了支持析構(gòu)函數(shù)的概念  
//| END_DTOR                  |                                                
//----------------------------------------------------------------------  
//| ABS_CLASS                 | 為了支持抽象類(lèi)的概念     
//----------------------------------------------------------------------  
//| ABS_CTOR                  | 為了支持可繼承的抽象類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)  
//| END_ABS_CTOR              |                           
//----------------------------------------------------------------------  
//| EXTENDS                   | 為了讓熟悉Java的人容易理解（與IMPLEMENTS宏等同）    
//----------------------------------------------------------------------  
//| SUPER_CTOR                | 為了支持子類(lèi)調(diào)用父類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)  
//----------------------------------------------------------------------  
//| SUPER_PTR                 | 為了支持向上轉(zhuǎn)型       
//| SUPER_PTR_2               |       
//| SUPER_PTR_3               |   
//----------------------------------------------------------------------  
//| SUB_PTR                   | 為了支持向下轉(zhuǎn)型     
//| SUB_PTR_2                 |                         
//| SUB_PTR_3                 |                                          
//----------------------------------------------------------------------  
//| INHERIT_FROM              | 為了支持訪(fǎng)問(wèn)直接父類(lèi)的數(shù)據(jù)成員  
//---------------------------------------------------------------------- 

下面是對(duì)LW_OOPC的簡(jiǎn)單的分析。

LW_OOPC概述

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)它主要是一個(gè)頭文件，我們通過(guò)對(duì)這個(gè)頭文件的使用來(lái)實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο蟆?nbsp;

//lw_oopc.h : MISOO團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的C宏  
#include  
#ifndef LW_OOPC  
#define LW_OOPC  
#define CLASS(type)       /  
typedef struct type type; /  
struct type  
#define CTOR(type)        /  
void* type##New()         /  
{                         /  
  struct type *t;        /  
  t = (struct type*)malloc(sizeof(struct type));  
#define CTOR2(type, type2)     /  
void* type2##New()             /  
{                              /  
  struct type *t;             /  
  t = (struct type*)malloc(sizeof(struct type));    
#define END_CTOR return (void*)t; }  
#define FUNCTION_SETTING(f1, f2) t->f1 = f2;  
#define IMPLEMENTS(type) struct type type  
#define INTERFACE(type) struct type  
#endif  
/*          lw_oopc.h               */ 

下面一段代碼是簡(jiǎn)單的OOPC的應(yīng)用: 

// Circle.c     
#include  
#include "lw_oop.h"  
#define PI 3.1415926  
CLASS(Circle)  
{  
  double (*cal_area)(double);  
}  
double circle_cal_area(double radius)  
{  
  return PI*r*r;  
}  
CTOR(Circle) 
  FUNCTION_SETTING(cal_area, circle_cal_area)  
END_CTOR  
int main()  
{  
     double area = 0.0;  
     Circle *pc;   
      pc = (Circle*)CircleNew();  
     area = pc->cal_area(10);  
     printf("area = %f/n", area);  
     return 0;  
} 

接口的實(shí)現(xiàn)

在OOP程序中，通常是通過(guò)類(lèi)定義和接口定義來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 

//IA.h    
#include "lw_oopc.h"  
INTERFACE(IA)  
{  
   void   (*init)(void*, double);  
   double (*cal_area)(void*);  
   double (*cal_permimeter)(void*);  
}  

//circle.c   
#include "IA.h"  
#define PI 3.1415926  
CLASS(Circle)  
{  
  IMPLEMENTS(IA);  
  double radius;  
}  
static void circle_init(void* circle, double radius) 
{  
  Circle *_this = (Circle*)circle;  
  _this->radiusradius = radius;  
}  
static double circle_cal_area(void* circle)  
{  
  Circle *_this = (Circle*)circle;  
  return PI*_this->radius*_this->radius;  
}  
static double circle_cal_permimeter(void* circle)  
{  
  Circle *_this = (Circle*)circle;  
  return 2*PI*_this->radius;  
}  
CTOR(Circle)  
  FUNCTION_SETTING(IA.init, circle_init)  
  FUNCTION_SETTING(IA.cal_area, circle_cal_area)  
  FUNCTION_SETTING(IA.cal_permimeter, circle_cal_permimeter)  
END_CTOR  

//main.c  
#include  
#include “IA.h”  
void print_area(IA* pi)  
{  
    printf("area = %f/n", pi->cal_area(pi));  
}  
int main()  
{  
  IA *pc = NULL;  
  pc = (IA*)CircleNew();  
  pc->init(pc, 10.0);  
  print_area();  
  return 0;  
} 

總結(jié)

語(yǔ)言只是一種工具，任何語(yǔ)言之間都是相通的，一通則百通，關(guān)鍵是要理解語(yǔ)言背后的思想，理解其思想，任何語(yǔ)言，拿來(lái)用就行了。語(yǔ)言沒(méi)有好壞之分，任何語(yǔ)言既然存在自然有它存在的價(jià)值。