從C語言實現面向對象探究Class的秘密
這里我想主要介紹下在C語言中是如何實現的面向對象。知道了C語言實現面向對象的方式，我們再聯想下，C++中的class的運行原理是什么？
首先我們來寫一段C++的class，拿一個Student類來舉例子：
在頭文件中，我定義一個Student類：
#pragma once
class Student {
public:
void SetNumber(int number);
void SetGrade(int grade);
void Print();
private:
int number;
int grade;
};
再在源文件中實現它：
#include "studentpp.h"
#include <stdio.h>
void Student::SetNumber(int number) { this->number = number; }
void Student::SetGrade(int grade) { this->grade = grade; }
void Student::Print() { printf("studentpp number : %d, grade : %d \n", this->number, this->grade);}
接下來是使用Student類：
#include <iostream>
#include "studentpp.h"
int main() {
Student *stu1 = new Student;
Student *stu2 = new Student;
stu1->SetNumber(11);
stu2->SetNumber(22);
stu1->SetGrade(111);
stu2->SetGrade(222);
stu1->Print();
stu2->Print();
delete stu1;
delete stu2;
}
我們再運行一下，運行結果不出所料。
那你有沒有想過，它的底層是怎么實現的？為什么不同對象，設置了不同的number和grade，它的輸出卻不一樣？
這個問題我們先放在這。等我用C語言實現一套這種方案后，估計你就明白了。
首先，在頭文件中定義一個C語言的結構體Student：
#pragma once
typedef struct Student Student;
Student* CreateStudent();
void DestroyStudent(Student* student);
void SetNumber(Student* student, int number);
void SetGrade(Student* student, int grade);
void Print(Student* student);
注意在這里我使用了一個typedef，即Student = struct Student;
但是我卻沒有在頭文件中定義它：
struct Student {
int number;
int grade;
};
我把它放在了源文件中，在源文件中定義它，再實現相關的方法。
#include "student.h"
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
struct Student {
int number;
int grade;
};
Student* CreateStudent() {
Student* self = (Student*)malloc(sizeof(Student));
return self;
}
void DestroyStudent(Student* student) {
if (!student) return;
free((void*)student);
}
void SetNumber(Student* student, int number) {
if (!student) return;
student->number = number;
}
void SetGrade(Student* student, int grade) {
if (!student) return;
student->grade = grade;
}
void Print(Student* student) {
if (!student) return;
printf("student number : %d, grade : %d \n", student->number, student->grade);
}
然后使用它：
#include "student.h"
int main() {
Student* stu1 = CreateStudent();
Student* stu2 = CreateStudent();
SetNumber(stu1, 11);
SetNumber(stu2, 22);
SetGrade(stu1, 111);
SetGrade(stu2, 222);
Print(stu1);
Print(stu2);
DestroyStudent(stu1);
DestroyStudent(stu2);
}
這是不是面向對象的原理？數據封裝到了不同的指針下，不同的指針傳到了相同的函數中，行為也會不同。
這時候我們再聯想一下C++中的面向對象是不也是這個原理：
平時我們使用的：
a->Print();
其實它的原理可能是這樣的：
void Print(Student* this) {
this->number;
this->grade;
}
只不過編譯器把默認的這個this參數隱藏在內部，我們看不見而已。其實每個成員函數默認都會有一個參數，就是對象的指針，也就是this指針。到這里你應該也就明白面向對象的原理了吧。
注意在這里我使用了一個typedef，即Student = struct Student;
但是我卻沒有在頭文件中定義它。
這樣可以更好的隱藏Student的實現，外面不知道Student究竟是什么東西，只有內部知道。在頭文件中對外只暴露Student的指針，然后指針傳到源文件中，再去解析它。
比如，我在其它地方想要得到Student的大小，編譯器會報錯，沒法使用sizeof，因為它不知道Student，它只知道它是不完整的類型。而只能在源文件中使用sizeof。
這種設計是不是比C++的class更安全一些，確實安全，其實C++也可以這樣實現，就是可以使用pImpl指針。
