面向对象-类-C语言实现_c实现类

最近在看《C嵌入式编程设计模式》这本书时，发现书中介绍面向对象编程时用结构体去实现类和类的继承，正好前段时间也在学习C++的基础语法，反向思维去理解面向对象也挺有意思的，所以做一下笔记。

下面文章虽然实现了类，但和C++里面的还是有很大不同的，但是在日常写代码使用这种方式的话可以让代码更加的紧凑。

类的实现

使用结构体方式声明一个Queue类，类里面有对应的成员，成员方法使用函数指针方式进行封装，将其单独放到queue.h里面。

#define QUEUE_SIZE 10
typedef struct Queue Queue;
//Queue类
struct Queue
{
    int buffer[QUEUE_SIZE]; //队列大小
    int head;//队头
    int size;//元素数量
    int tail;//队尾
    int (*isFull)(Queue * const me);//判断是否队满
    int (*isEmpty)(Queue * const me);//判断是否队空
    int (*getSize)(Queue * const me);//获取当前元素个数
    void (*insert)(Queue * const me,int k);//插入数据
    int (*remove)(Queue * const me);//删除数据
};
 
//构造函数和析构函数
void Queue_Init(Queue *const me,int (*isFullfunction)(Queue * const me),
    int (*isEmptyfunction)(Queue * const me),
    int (*getSizefunction)(Queue * const me),
    void (*insertfunction)(Queue * const me,int k),
    int (*removefunction)(Queue * const me));
void Queue_Cleanup(Queue *const me);
 
//Queue类的成员函数
int Queue_isFull(Queue * const me);
int Queue_isEmpty(Queue * const me);
int Queue_getSize(Queue * const me);
void Queue_insert(Queue * const me,int k);
int Queue_remove(Queue * const me);
 
//创建类对象和删除
Queue * Queue_Create(void);
void Queue_Destory(Queue * const me);

 Queue类的成员函数实现过程放在queue.c里面

#include "queue.h"
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
void Queue_Init(Queue *const me,int (*isFullfunction)(Queue * const me),
    int (*isEmptyfunction)(Queue * const me),
    int (*getSizefunction)(Queue * const me),
    void (*insertfunction)(Queue * const me,int k),
    int (*removefunction)(Queue * const me))
{
    printf("Queue构造函数\r\n");
    me->head = 0;
    me->tail = 0;
    me->size = 0;
    me->isFull = isFullfunction;
    me->isEmpty = isEmptyfunction;
    me->getSize = getSizefunction;
    me->insert = insertfunction;
    me->remove = removefunction;
}
 
void Queue_Cleanup(Queue *const me)
{
    printf("Queue析构函数\r\n");
}
 
int Queue_isFull(Queue * const me)
{
    return ((me->head+1) % QUEUE_SIZE == me->tail);
}
 
int Queue_isEmpty(Queue * const me)
{
    return me->tail == me->head;
}
 
int Queue_getSize(Queue * const me)
{
    return me->size; 
}
 
void Queue_insert(Queue * const me,int k)
{
    if(!me->isFull(me))
    {
        me->buffer[me->head] = k;
        me->head = (me->head+1)%QUEUE_SIZE;
        ++me->size;
    }
}
 
int Queue_remove(Queue * const me)
{
    int value = 9999;
    if(!me->isEmpty(me))
    {
        value = me->buffer[me->tail];
        me->tail = (me->tail+1) % QUEUE_SIZE;
        --me->size;
    }
    return value;
}
 
Queue * Queue_Create(void)
{
    Queue* me= malloc(sizeof(Queue));
    if(me != NULL)
    {
        Queue_Init(me,Queue_isFull,Queue_isEmpty,Queue_getSize,Queue_insert,Queue_remove);
    }
    return me;
}
 
void  Queue_Destory(Queue * const me)
{
    if(me != NULL)
    {
        Queue_Cleanup(me);
    }
    free(me);
}
 

在main.c实例化一个Queue对象进行队列的使用，书中例子往队列里面插入元素，再逐一进行删除

#include "queue.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
int main()
{
    int j,k,h,t;
    Queue * myQ = Queue_Create();
    k = 1000;
    
    for(j=0;j<QUEUE_SIZE;j++)
    {
        h = myQ->head;
        myQ->insert(myQ,k);
        printf("intserting %d ,at position %d, size %d\r\n",k--,h,myQ->getSize(myQ));
    }
 
    printf("\r\nintserting len:%d\r\n\r\n",myQ->getSize(myQ));
 
    for(j=0;j<QUEUE_SIZE;j++)
    {
        h = myQ->tail;
        k = myQ->remove(myQ);
        printf("removeting %d ,at position %d, size %d\r\n",k,h,myQ->getSize(myQ));
    } 
 
    printf("\r\removeting len:%d\r\n",myQ->getSize(myQ));  
    Queue_Destory(myQ);
}

最后，在gcc编译结果如下： 

分析结果符合先进先出的队列数据结构特性，但是在插入第10个元素是没有成功的，导致后面删除第10个元素也是失败的，不知道是书的作者写错还是本人理解的错误。

总结

虽然说教科书把C语言定义为面向过程语言，C++定义为面对象语言，但是更多时候阅读开源的项目代码时，还是可以看到使用C语言去实现面向对象的开发。

备注：上述的例子来自于书籍《C嵌入式编程设计模式》，如有侵权联系删除，下附书本目录：