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C语言:编程语言齐聚,我发现只有我没有对象!

作者:互联网

☄ 聚会

C语言春节回家过年,遇到了不少小伙伴:Java , Python, JavaScript,Ruby...... 

大家在大城市发展得都不错,回到老家,聚到一起吃饭, 谈天说地,都是喜气洋洋。  

老练的Java则是一直拿TIOBE排行榜说事儿:“高处不胜寒啊!” 

虽然常年排名TIOBE第二,C语言有点黯然神伤,人类用自己写的程序可真不少,可都是处于底层,在系统级编程,什么操作系统,数据库,编译器...... 与应用层比起来,没那么光鲜亮丽。 

现在很多人培训了Python、Java 就说自己会编程了, 不懂指针,不懂内存,不懂底层的基本原理, 那能算会编程吗? 

C语言开始愤愤不平,闷头吃菜,似乎要把这股郁闷之气发泄到美味佳肴上去。 

觥筹交错之间,Java 搂住C的肩膀,亲切地说:“兄弟,你有对象了吗?” 

这下可捅了马蜂窝,大家的眼光齐刷刷地聚集到C语言的身上。 

C嚅嗫了半天:“没...... 没有。” 

“哈哈哈...... 我们都有对象,你这么大了还没对象?!”  Python笑道。 

“是啊,一个没有对象的编程语言还有什么前途?”JavaScript补刀,他原来没有class的概念,是通过“原型”实现的OOP,最近几年才在语法层面引入class关键字。

“我虽然没有对象,但是有指针啊,功能非常强大。”

“指针?你说的是那容易出错的指针吗? 现在有谁用指针啊?”  JavaScript说道。 

 “不会用指针,就不是真正的程序员!”  C语言涨红了脸。 

餐桌的气氛变得有些尴尬,捅了篓子的Java招呼着说:“来来来,继续喝酒。” 

好不容易熬到聚餐结束,C语言回到了自己的家,家里冷冷清清,自己的“亲爹”丹尼斯·里奇(Dennis Ritchie),有史以来最伟大的程序员之一, 已经于2011年10月不幸去世。 

桌子上摆着的一本《C程序设计语言》,那是丹尼斯·里奇唯一的遗著, 拿起这本书,C不由悲从心来。

☄ 串门

C语言突然想起来对门的 Ken Thompson,那是Dennis Ritchie的“好基友”,他们俩一起创造了伟大的Unix操作系统,获得了计算机界的最高奖:图灵奖。 

要不问问Ken? 为什么不让我有对象?不让我面向对象编程!  

C来到Ken Thompson的门口,按了门铃,门开了,C语言一眼就看到Ken Thompson正在和Go玩得不亦乐乎,心中更是凄苦,Go才是人家的亲儿子,我算老几, 转身便要离去。

Ken 却从后面叫住了他:“小C啊,快进来,和你的兄弟Go玩一会儿。” 

看到C满脸沮丧,Ken也大为吃惊:“大过年的,怎么回事?” 

C不满地说:“当年你们为什么不让我有对象?”  

“对象,什么对象? 奥,你是说面向对象编程吧!其实吧你亲爹把你设计出来,主要是做系统级编程的,要的是贴近硬件,要的是效率,要那复杂玩意儿干啥?中看不中用,再说了,你和Go一样,不是有struct吗? ”  Ken 转向Go,挤了挤眼睛。

 “是啊是啊,struct很好用的!”  Go马上附和。 

 “但是struct也实现不了OOP啊, Python,JavaScript他们都嘲笑我! ”

“那你说说,什么是OOP?”Ken问道。

“嗯,就是封装、继承、多态吧? ” C回答到。

“好,我来给你掰扯掰扯,用C语言怎么实现封装、继承还有多态!”

☄ 封装

Ken Thompson 真不愧是老司机,唰唰唰迅速就写成了一段代码。 

他说道:“我们先来说说封装,这封装就是把信息给隐藏起来,你先看看这段代码。”

shape.h

shape.c

main.c

这里定义了一个叫做Shape的结构体,外界只能通过相关的函数来对这个Shape进行操作,例如创建(Shape_create), 移动(Shape_move), 还有获取位置(Shape_getX)等,不能直接访问Shape的内部数据结构。 

虽然这里没有class这样的关键字,数据结构和相关操作是分开写的,看起来不太完美, 但确实是实现了封装。

C 看到Ken Thompson居然把那个指针的名称叫做self,和Python的相同,不由得笑了起来:“我明白了,那继承该怎么做呢?

☄ 继承

Ken Thompson不吭声,继续写代码。 

大牛的风格看来都是类似的: 别瞎BB,给我上代码。

这次定义了一个矩形(Rectangle)的结构体,其中嵌套了Shape,难道这就实现了继承?  C有点疑惑。

Go小子在旁边叫了起来:“我明白了,在内存中,他们是这样的。”

通过这种组合的方式,也算是实现了继承吧。

☄ 多态

这么轻松就实现了封装和继承,C语言感到很兴奋, 但是多态怎么实现呢? 

这时候又传来了门铃声,Linus大神拎着一瓶酒进来,要找C小伙儿喝酒,看到这桌子上的代码,立刻就明白了怎么回事。  

他说道:“别整那么多花里胡哨的东西,还多态,不就是函数指针嘛! 我给你举个例子。”

“这个结构体包含了两个函数指针,一个用来计算图形的面积,另外一个把这个图形画出来。我们把这个结构体叫做虚函数表。” 

 “这有什么用啊?”  

“在你的Shape中,添加一个指向该函数表的指针就行了。” Linus回答。 

 C和Go都是一脸茫然。 

 “蠢材, 你们想想啊,当你创建一个子类对象的时候,比如Rectangle, 把那个虚函数指针vptr指向另外一组函数,会怎么样?” 

两人还是不懂,Linus只好继续画图: 

现在C有点明白了, 无论是Rectangle对象,还是Square对象,在调用Shape_area方法的时候, 都需要通过vptr这个指针找到虚函数表中的area方法,对于Rectangle,找到的是Rectangel_area方法,对于Square,找到的是Square_area方法。

struct Rectangle *r = Rectangle_create(5,5,10,10);

Shape_area((struct Shape *) r);

“其实吧,你的兄弟C++的多态实现原理也是类似的!在运行时查找真正的函数去执行。”  Ken 总结到。   

 “对,这种函数指针的使用方法太常见了,在我的Linux操作系统中也会定义类似的东西” Linus接口道, 

 “只要IO设备提供这几个函数的实际定义,就可以将File结构体的函数指针指向对应的实现,那就实现了用同一套接口操作不同的IO设备。”

 C语言高兴起来:“哈哈,我就说我的指针很厉害吧,这些全是通过指针来实现的。” 

“是啊,别听Java, Python, JavaScript他们瞎BB,你也有对象,也能进行面向对象的编程!”  

C语言说道:“走,喝酒去!”

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标签:Ken,编程语言,齐聚,C语言,对象,Shape,Go,指针
来源: https://blog.csdn.net/HUYA69/article/details/104839156