与来自面向对象领域的 C 作斗争？ [关闭]答案

【问题标题】：Struggling with C coming from Object Oriented land? [closed]与来自面向对象领域的 C 作斗争？ [关闭]
【发布时间】：2010-10-15 01:18:10
【问题描述】：

当我遇到编程问题时，我自然会开始在脑海中将它们分解为逻辑对象。谁有什么责任，谁拥有什么，谁从什么得到什么，等等。

我在 C 语言上苦苦挣扎。我只是不知道如何用过程语言做事。

有经验的 C 程序员能否帮助解释我在设计时应该如何考虑我的程序？

例如，我想编写自己的 Semaphore 类。我的程序自然需要一个队列数据结构，我也想自己编写。如果我需要在 Java 或 C# 中执行此操作，我可以简单地快速创建一个 Queue 类并在我的 Semaphore 类中创建它的一个新实例。

但是在 C 中，没有对象。那么我是否必须内联队列数据结构的所有行为？

有人可以帮我“得到它”吗？

【问题讨论】：

标签： c procedural-programming

【解决方案1】：

但是在 C 中，没有对象。也一样我必须内联所有的行为我的队列数据结构？

没有。

这样做。

根据您对 OO 设计的感觉来定义您的类。
将类的属性写为 C 语言结构。
将该结构连同对该结构进行操作的所有函数一起放入头文件中。确保 MyStruct * self 是所有这些“方法函数”的第一个参数。
编写一个包含所有方法函数主体的 C 模块。

C 中穷人的 OO。它运行良好。只需遵守纪律，将所有内容放入您需要的结构中——公共和私有实例变量——所有内容。

一般来说，首先要避免尝试使用私有变量。您没有 OO 编译器的全部功能，因此不要为诸如“私有”或“受保护”之类的低价值特性而烦恼。

【讨论】：

前导下划线保留，不应使用。
根据您的 api 的定义方式，您还可以使用 PIMPL 上的变体来定义私有变量，或强制转换为/从“char reserved[SOME_SIZE]”，这样用户就永远看不到私有变量是什么变量是。
@evan 名称前导下划线仅保留在全局范围内，不适用于结构成员
好点。在执行个人的 OO 时，诸如私有和受保护之类的事情比它们的价值要麻烦得多。
我认为可以在接口声明周围使用#define 和#undef 模拟私有/公共。

【解决方案2】：

我会修改 S. Lott 的回答以使用 opaque pointer 来执行结构成员的数据隐藏：

使用普通的 OO 设计定义您想要的类。
类的成员变量进入 C 语言结构。
在头文件中，您不想公开对象的成员变量（因为这些变量在 OO 语言中是“私有的”）。相反，请使用不透明指针，即
typedef struct mystruct_s *mystruct_t; // first argument to all your methods
对于您希望“公开”的所有方法，请将它们的签名放入您的 .h 文件中。方法体应该放在 .c 文件中，“私有”方法应该只在 .c 文件中定义，并且声明为静态的，这样它们的符号就不会与其他文件中定义的符号冲突。

使用此方法不需要像下划线这样的巧妙命名约定，但这意味着您的所有成员变量都是私有的。函数可以是公共的或私有的，尽管公共函数是全局命名空间的一部分，因此您可能希望使用“包”名称来限定它们的名称，例如 mystruct_push()、mystruct_pop() 等。

您还需要明确调用者或库是否负责调用malloc() 和free()。您很可能会拥有mystruct_t *create() 和void destroy(mystruct_t *target) 方法。

【讨论】：

我同意；我投票赞成 S. Lott 的回答，但将我的投票移至此，因为隐藏结构的内容是最好的方法 - 我已经这样做了很多次并且它真的很好地工作。

【解决方案3】：

你仍然可以用 C 来思考面向对象。

您只需要创建一个结构和一组函数，这些函数将指向该结构实例的指针作为其第一个参数。

至于多态性，您可以将结构的大小作为结构的第一个成员传递，因此您知道如何转换它。

有一个很棒的pdf of object oriented programming with ANSI-C here。

【讨论】：

【解决方案4】：

从程序性思维转变为 OO 思维我经历了一段时间，所以我感受到了你的痛苦。

我发现为了学习如何创建对象，最好考虑调用者对它们的看法。同样的方法可能会对您有所帮助，但反过来。考虑一下你的组件的 API 是什么样的。一个好方法是研究现有的 C API（我使用标准 Java API 作为 OO API 的一组示例）。

你习惯使用这样的队列组件：

import some.package.Queue;

Queue q = new Queue(); 
q.add(item);

在典型的 C api 中，您会期望类似：

#include <queue.h> // provides queue, make_queue(), queue_add(), others

queue q = make_queue(); // queue is probably a struct, or a struct*
queue_add(q,item);

每当您发现自己在思考对象时，请进行类似的变换。

您可以使用指向函数之类的指针，在 C 中创建类似对象的结构 - 但是成千上万的 C 程序员已经在没有的情况下进行了管理。

祝你好运！

【讨论】：

【解决方案5】：

查看Lua C api。就 C 接口设计而言，它一直是我的指路明灯。每个函数都将 Lua 状态作为主要参数，成为你的“this”。继承有点棘手，但Chipmunk 设法很好地公开了采用通用形状结构的函数，并计算出通过“klass”实际调用的函数的细节。您通常可以利用 void* 让函数采用不同的类型（结构），就像在 OO 中重载一样。它有时会让人觉得有点老套，但效果很好。

【讨论】：

【解决方案6】：

最初 C++ 只是一个从 C++ 源代码编写 C 代码的编译器；然后由本机 C 编译器编译、链接等。

因此，所有 OOP 方法都可以在 C 中使用——只是编译器无法帮助您，并且不提供所有编译时功能，例如模板、运算符覆盖、数据隐藏等。

C++“结构”（可能仍然是）等同于所有成员“公共”的“类”。
成员函数可以实现为结构中的函数指针；这可以提供封装和多态性。 除非您使用工厂，否则构造函数存在于全局范围内。析构函数可以是成员函数。
使用访问器成员函数，如 getColor()、setColor() 可以缓解内部差异并提供一些数据隐藏。如果你真的想要，你可以使用 Brian Bondy 的隐藏宏的建议。
实际上有很多 FOSS 库提供标准容器——哈希表、动态数组、链表等。

【讨论】：

【解决方案7】：

我赞同做“C 中穷人的 OO”的建议。我还认为您可能会受益于花一些时间来了解 Perl 的 OO 是如何工作的。基本上，在 Perl 中，OO 是通过让解释器为每个方法提供实例作为隐式第一个参数来实现的。您将希望在 C 中显式地执行相同的操作，并使用非常非常好的代码组织，因为编译器不会为您强制执行良好的封装。

顺便说一句，您可以使用opaque pointers 强制保持结构的成员私有。我似乎记得 GNU 编程标准和建议包括一种技术，通过在传递时将所有内容基本上强制转换为 void*，然后使用 typedef 来命名应该传递的每种特定类型的不透明指针。（即每个“类”）

【讨论】：

【解决方案8】：

你也可以用 C 来做派生类：

Derived classes in C - What is your favorite method?

【讨论】：

【解决方案9】：

使用 glib、c 库和 oop http://library.gnome.org/devel/glib/2.20/

【讨论】：