用C语言实现面向对象中的封装

我们都知道面向对象的三大特性是：封装，继承，多态。我们知道C语言是面向过程的编程语言，C++是面向对象的编程语言，当然也可以用C++写面向过程的程序，C++是面向对象和面向过程的统一。

我们首先来看一段C++代码：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;


class Demo
{
     private:
       int mi;
       int mj;
     public:
       Demo(int i,int j)
       {
           mi=i;
           mj=j;
       }
       
       int getI()
       {
           return mi;
       }
       
       int getJ()
       {
           return mj;
       }
       
       int add(int value)
       {
           return mi+mj+value;
       }
};

int main()
{
    Demo d(1,2);
    
    cout<<"sizeof(d)="<<sizeof(d)<<endl;
    cout<<"d.getI()="<<d.getI()<<endl; 
    cout<<"d.getJ()="<<d.getJ()<<endl;
    cout<<"d.add(3)="<<d.add(3)<<endl;
    
    return 0;
}

这段程序并不是很难，我们来分析一下。首先我们知道C++的类中的数据成员，和成员函数是存放在内存中的不同地方的。1.成员变量本质上是数据变量，它们要么存放在栈上，要么存放在堆空间上，要么就存放在静态存储区上。2.成员函数本质上是函数，它们只可能存放在代码段上。3那么问题就来了，既然类中的成员函数和成员变量在内存中不是存放在同一片区域，那么成员函数是怎么样访问到类中的成员变量呢？？小伙伴们有没有思考过这个问题呢？？当然你肯定会说直接用 .操作符嘛，比如上述例子 d.getI()不就直接访问到了吗？

下面我们就来，探索一下这个里面背后的原因，用C语言来实现面向对象里面的封装特性。

#ifndef _DEMO_H_
#define _DEMO_H_

typedef void Demo; //C语言里没有private关键字，所以通过这种方式实现信息隐藏 

Demo* Demo_Create(int i,int j); 
int Demo_GetI(Demo* pThis);
int Demo_GetJ(Demo* pThis);
int Demo_Add(Demo* pThis,int value);
void Demo_Free(Demo* pThis);//C语言中编译器不会默认为其提供析构函数，所以必须手动提供析构函数

#endif

 

#include "Demo.h"
#include <malloc.h>

struct ClassDemo
{
     int mi;
     int mj;
};

Demo* Demo_Create(int i,int j)
{
     struct ClassDemo* ret=(struct ClassDemo*)malloc(sizeof(struct ClassDemo));
     
     if(ret)
     {
          ret->mi=i;
          ret->mj=j;
     }
      
     return ret;
}

int Demo_GetI(Demo* pThis)
{
    struct ClassDemo* ret=(struct ClassDemo*)pThis;
    
    return ret->mi;
}

int Demo_GetJ(Demo* pThis)
{
    struct ClassDemo* ret=(struct ClassDemo*)pThis;
    
    return ret->mj;
}

int Demo_Add(Demo* pThis,int value)
{
    struct ClassDemo* ret=(struct ClassDemo*)pThis;
    
    return ret->mj+ret->mi+value;
}

void Demo_Free(Demo* pThis)
{
     free(pThis);
}

 

#include <stdio.h>
#include "Demo.h"


int main()
{
    Demo* d=Demo_Create(1,2);
    
    printf("d.mi=%d\n",Demo_GetI(d));       //等价C++中的 d.getI()
    printf("d.mj=%d\n",Demo_GetJ(d));       //等价C++中的 d.getJ()
    printf("d.Add(3)=%d\n",Demo_Add(d,3));  //等价C++中的 d.add(int value)
    
    Demo_Free(d);
    
    return 0;
}