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除了提供基本數(shù)據(jù)類型外,C 語言還提供給用戶自己定制數(shù)據(jù)類型的能力,那就是結(jié)構(gòu)體,在 C 語言中,你可以用結(jié)構(gòu)體來表示任何實(shí)體。結(jié)構(gòu)體正是面向?qū)ο笳Z言中的類的概念的雛形,比如:
typedef struct{float x;float y;}Point;
定義了一個(gè)平面坐標(biāo)系中的一個(gè)點(diǎn),點(diǎn)中有兩個(gè)域,x 坐標(biāo)和 y 坐標(biāo)。
結(jié)構(gòu)體中的域稱為結(jié)構(gòu)體的成員。結(jié)構(gòu)體中的數(shù)據(jù)類型可以是簡單數(shù)據(jù)類型,也可以是其他的結(jié)構(gòu)體,甚至結(jié)構(gòu)體本身還可以嵌套,比如,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的鏈表結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行如下定義:
typedef struct node{void *data;// 數(shù)據(jù)指針int dataLength;// 數(shù)據(jù)長度struct node *next;// 指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)}Node;
可以看到,結(jié)構(gòu)體 node 中的 next 指針的類型又是 node 類型。
函數(shù)指針
指針是 C 語言的靈魂,是 C 比其他語言更靈活,更強(qiáng)大的地方。所以學(xué)習(xí) C 語言必須很好的掌握指針。函數(shù)指針,即指向函數(shù)在內(nèi)存映射中的首地址的指針,通過函數(shù)指針,可以將函數(shù)作為參數(shù)傳遞給另一個(gè)函數(shù),并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候調(diào)用,從而實(shí)現(xiàn)異步通信等功能。
比如, UNIX/Linux 系統(tǒng)中的信號注冊函數(shù),其原型如下:
void (*signal(int signo,void (*func)(int))) (int)
使用的時(shí)候,需要自己在外部定義一個(gè)信號處理函數(shù) (signal handler), 然后使用 signal(sigNo, handler) 將處理程序注冊在進(jìn)程上,當(dāng)信號發(fā)生時(shí),進(jìn)程就可以回調(diào)信號處理函數(shù)。
將函數(shù)指針作為結(jié)構(gòu)體的成員
正如前面提到的,結(jié)構(gòu)體的成員可以是簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),也可以是其他的結(jié)構(gòu)體,當(dāng)然,也可以是指針。當(dāng)將函數(shù)指針作為結(jié)構(gòu)體的成員,并且這些函數(shù)只用來操作本結(jié)構(gòu)體中的數(shù)據(jù)時(shí),就可以形成一個(gè)獨(dú)立的實(shí)體,這個(gè)實(shí)體中既有數(shù)據(jù),也有對數(shù)據(jù)的操作,這樣自然就可以引出類(class)的概念。
面向?qū)ο笳Z言的特性
一般而言,繼承,封裝和多態(tài)被認(rèn)為是面向?qū)ο笳Z言所必須支持的三種特征,也正是通過這三種特征才可以體現(xiàn)出面向?qū)ο笤谀男┓矫鎯?yōu)于面向過程。由于語言開發(fā)商的宣傳或其他的各種原因,使的表面上面向?qū)ο蟮乃枷胍ㄟ^語言為載體而得以實(shí)現(xiàn),然而實(shí)際上,面向?qū)ο笫且环N軟件設(shè)計(jì)思想,完全是可以與具體實(shí)現(xiàn)無關(guān)的。
雖然如此,但是不可否認(rèn),這些所謂的純面向?qū)ο蟮恼Z言,在其代碼的可讀性以及與人的自然思維的匹配方面,比面向過程的語言要好的多。
語言層次的面向?qū)ο?br />
我們一般要描述一個(gè)對象,一般需要描述這個(gè)對象的一些屬性,比如盒子(box) 是一個(gè)實(shí)體,它有 6 個(gè)面,有顏色,重量,是否為空等屬性,并且可以放東西進(jìn)去,可以取東西出來。在面向?qū)ο蟮恼Z言中,通常將這樣的對象抽象成一個(gè)類 (class):
class Box{clolr color;int weight;boolean empty;put(something);something get();}
對盒子進(jìn)行操作時(shí),可以做一下動作:
Box.put(cake);Box.get();// 取到某個(gè)東西,從盒子中。
而面向過程的語言中,通常是將實(shí)體傳遞給一個(gè)貫穿全局的函數(shù)來進(jìn)行的,同樣以 Box 為例,對 Box 進(jìn)行操作時(shí),往往是這樣:
Put(Box, cake);// 將一個(gè)蛋糕放到盒子中Get(Box);// 從盒子中取出某個(gè)東西來
而顯然,第一種代碼形式更符合常理,所以面向?qū)ο蟮恼Z言大都提供這種語言層面的細(xì)節(jié)的支持,使得代碼的可讀性,可理解性大大增加。 C 語言,作為一個(gè)靈活而簡單的語言,我們完全可以通過 C 提供的簡單機(jī)制,實(shí)現(xiàn)這樣的比較優(yōu)美的代碼形式。
C 語言的面向?qū)ο?br />
如前所說,面向?qū)ο笫且环N軟件設(shè)計(jì)的思想,是語言無關(guān)的。在本節(jié)中,我舉一個(gè)鏈表(list)的例子來說明如何在 C 語言中的設(shè)計(jì)出有面向?qū)ο箫L(fēng)格的代碼。
定義接口
接口是面向?qū)ο笳Z言中的一個(gè)比較重要的概念,接口只對外部承諾實(shí)現(xiàn)該接口的實(shí)體可以完成什么樣的功能,但是不暴露實(shí)現(xiàn)的方式。這樣的好處是,實(shí)現(xiàn)者可以在不接觸接口使用者的代碼的情況下,對實(shí)現(xiàn)進(jìn)行調(diào)整。
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