【C语言】C语言实现面向对象编程之继承c/c++嵌入式开发工程师—欢迎大家一起交流-

00. 目录

01. 概述

面向对象编程具有封装性、继承性、多态性三个基本特性。使用C语言可以实现基于对象的编程。在基于对象编程实现封装的基础之上，我们接下来实现面向对象编程中的继承部分功能。这种继承特性知识实现部分面向对象编程中继承功能。本博客中我们介绍两种方式的实现继承。第一种是利用数据结构的包含实现继承功能，第二种是利用私有指针实现继承功能，它们提供的接口是完全一致的，只是在实现方式上略有不同。

02. 利用结构体包含实现继承功能

在C语言的基于对象编程方面，可以利用结构体包含的扩展实现一定的继承性。下面实现定义一个Student结构，它实现了对Person结构的扩展。

接口文件test.h声明如下

#ifndef __TEST_H__ #define __TEST_H__ #ifdef __cplusplus //表示是C语言的头文件 extern "C" { #endif typedef void * HPERSON; //创建对象 HPERSON createPerson(const char *name); //设置对象 void setPerson(HPERSON person, int age, int id); //显示对象 void displayPerson(HPERSON person); //删除对象 void deletePerson(HPERSON person); #ifdef __cplusplus } #endif //-----------------STUDENT----------------- typedef void* HSTUDENT; //创建对象 HSTUDENT createStudent(const char *name); //设置对象 void setStudent(HSTUDENT student, int age, int id, int score); //显示对象 void displayStudent(HSTUDENT student); //删除对象 void deleteStudent(HSTUDENT student); #endif /*__TEST_H__*/ 

实现文件test.c如下

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include "test.h" #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> //Person表示HPERSON句柄指向的结构体 typedef struct _Person  { //使用指针 char *name; int age; int id; }Person; //创建对象 HPERSON createPerson(const char * name) {  Person *p = NULL; printf("创建对象n");    p = malloc(sizeof(Person)); if (NULL == p) { printf("分配内存失败n"); return NULL; } memset(p, 0, sizeof(Person));   p->name = malloc(strlen(name) + 1); if (NULL == p->name) { printf("分配内存失败n"); return NULL; } strcpy(p->name, name);  p->age = 0;  p->id = 0; return p; } //设置对象 void setPerson(HPERSON person, int age, int id) {  Person *p = person; if (NULL != p) {   p->age = age;   p->id = id; } } //显示对象 void displayPerson(HPERSON person) {  Person *p = person; if (NULL == p) { printf("displayPerson 参数非法n"); return; } printf("Name: %s age: %d id:%dn", p->name, p->age, p->id); } //删除对象 void deletePerson(HPERSON person) {  Person *p = person; if (NULL == person) { return; } if (NULL != p->name) { free(p->name); } free(person); } //---------------------STUDENT-------------------- typedef struct _stu_t {  Person person; int score; }Student; //创建对象 HSTUDENT createStudent(const char *name) {  Student *s = malloc(sizeof(Student)); if (NULL == s) { return NULL; } memset(s, 0, sizeof(Student));   s->person.name = malloc(strlen(name) + 1); if (NULL == s->person.name) { return; } memset(s->person.name, 0, strlen(name) + 1); strcpy(s->person.name, name);  s->score = 0; return s; } //设置对象 void setStudent(HSTUDENT student, int age, int id, int score) {  Student *s = student; if (NULL == s) { return; } setPerson(&(s->person), age, id);   s->score = score; } //显示对象 void displayStudent(HSTUDENT student) {  Student *s = student; if (NULL == s) { return; } displayPerson(&(s->person)); printf("Student Score: %dn", s->score); } //删除对象 void deleteStudent(HSTUDENT student) {  Student *s = student; if (NULL == s) { return; } if (NULL != s->person.name) { free(s->person.name); } free(s); } 

测试文件实现如下

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include<stdio.h> #include<string.h> #include<stdlib.h> #include "test.h" int main() {   HSTUDENT s = createStudent("李明"); setStudent(s, 12, 1, 99); displayStudent(s); deleteStudent(s); system("pause"); return 0; } 

测试结果

Name: 李明 age: 12 id:1 Student Score: 99 请按任意键继续. . . 

03. 利用私有指针实现继承功能

在C语言基于对象编程的继承问题上，通常还可以利用私有的指针实现继承。

test.h声明如下

#ifndef __TEST_H__ #define __TEST_H__ #ifdef __cplusplus //表示是C语言的头文件 extern "C" { #endif typedef void * HPERSON; //创建对象 HPERSON createPerson(const char *name); //设置对象 void setPerson(HPERSON person, int age, int id); //显示对象 void displayPerson(HPERSON person); //删除对象 void deletePerson(HPERSON person); #ifdef __cplusplus } #endif //-----------------STUDENT----------------- typedef void* HSTUDENT; //创建对象 HSTUDENT createStudent(const char *name); //设置对象 void setStudent(HSTUDENT student, int age, int id, int score); //显示对象 void displayStudent(HSTUDENT student); //删除对象 void deleteStudent(HSTUDENT student); #endif /*__TEST_H__*/ 

test.c实现如下

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include "test.h" #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> //Person表示HPERSON句柄指向的结构体 typedef struct _Person  { //使用指针 char *name; int age; int id; void *priv; }Person; //创建对象 HPERSON createPerson(const char * name) {  Person *p = NULL; printf("创建对象n");    p = malloc(sizeof(Person)); if (NULL == p) { printf("分配内存失败n"); return NULL; } memset(p, 0, sizeof(Person));   p->name = malloc(strlen(name) + 1); if (NULL == p->name) { printf("分配内存失败n"); return NULL; } strcpy(p->name, name);  p->age = 0;  p->id = 0; //私有数据初始化  p->priv = NULL; return p; } //设置对象 void setPerson(HPERSON person, int age, int id) {  Person *p = person; if (NULL != p) {   p->age = age;   p->id = id; } } //显示对象 void displayPerson(HPERSON person) {  Person *p = person; if (NULL == p) { printf("displayPerson 参数非法n"); return; } printf("Name: %s age: %d id:%dn", p->name, p->age, p->id); } //删除对象 void deletePerson(HPERSON person) {  Person *p = person; if (NULL == person) { return; } if (NULL != p->name) { free(p->name); } free(person); } //---------------------STUDENT-------------------- typedef struct _stu_t { int score; }StudentPriv; //创建对象 HSTUDENT createStudent(const char *name) {  Person *p = NULL;   p = malloc(sizeof(Person)); if (NULL == p) { printf("分配内存失败n"); return NULL; } memset(p, 0, sizeof(Person));   p->name = malloc(strlen(name) + 1); if (NULL == p->name) { printf("分配内存失败n"); return NULL; } strcpy(p->name, name);  p->age = 0;  p->id = 0; //创建Student的私有数据  p->priv = malloc(sizeof(StudentPriv)); if (NULL == p->priv) { printf("分配内存失败n"); return NULL; } ((StudentPriv*)p->priv)->score = 0; return p; } //设置对象 void setStudent(HSTUDENT student, int age, int id, int score) {  Person *s = student; if (NULL == s) { return; } setPerson(s, age, id); ((StudentPriv*)s->priv)->score = score; } //显示对象 void displayStudent(HSTUDENT student) {  Person *s = student; if (NULL == s) { return; } displayPerson(s); printf("Student Score: %dn", ((StudentPriv*)s->priv)->score); } //删除对象 void deleteStudent(HSTUDENT student) {  Person *s = student; if (NULL == s) { return; } if (NULL != s->name) { free(s->name); } free(s); } 

测试程序main.c实现如下

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include<stdio.h> #include<string.h> #include<stdlib.h> #include "test.h" int main() {   HSTUDENT s = createStudent("李明"); setStudent(s, 12, 1, 99); displayStudent(s); deleteStudent(s); system("pause"); return 0; } 

测试结果

Name: 李明 age: 12 id:1 Student Score: 99 请按任意键继续. . . 

04. 总结

C语言可以实现部分继承功能。实现对象的继承利用的是C语言编译后的内存布局。这种继承方式可以实现将扩展对象的句柄传递给基本对象。由于内存布局的特点，C语言基于对象的编程无法无法实现多重继承。

由于程序中需要隐藏细节，这种继承只能在下层的程序中定义，而很难从在调用程序中扩展。因此这种C语言所实现的知识基于对象的编程，而不能实现完全的面向对象编程。

总之，使用C语言进行基于对象编程的继承特性的时候，更多的是在下层提供的接口中，提供多个句柄表示有继承关系的对象，被继承者的处理函数可以处理继承者的句柄。

05. 附录

代码下载：C语言实现对象编程之继承代码.rar