C 类 & 对象

C语言是一种面向过程的编程语言，但也可以实现面向对象编程（OOP）的特性。在C语言中，通过结构体来模拟类的概念，通过指针的方式来实现类的对象。通过封装、继承、多态等OOP特性的实现，可以更好地组织和管理代码结构，提高代码的可复用性和扩展性。

什么是C语言中的类和对象？

C语言通常被认为是一种过程式编程语言，不支持面向对象编程。然而，C语言也提供了一些面向对象编程的功能，如结构体和指针。除此之外，一些C语言编译器还支持C ++中类和对象的一些概念。

在C中，类是一种用户自定义的数据类型，它由一组相关的变量和函数组成。对象是该类的实例，它们使用类的公共接口与外部世界通信。

与C ++不同，C中的类不支持继承，多态和访问控制。然而，C中的类是C结构体的扩展，并在其内部使用函数指针来模拟类中的方法。

在C中，类通常使用关键字 typedef，结构体和函数指针来定义。关键字 typedef用于给新类型赋予一个名称。例如，下面的代码定义了一个名为 Point的类型，它包含x和y坐标：

typedef struct Point {
    int x;
    int y;
} Point;

此外，定义了两个与 Point类相关的函数指针。一个函数用于创建新的 Point对象，另一个函数用于销毁它们：

typedef Point * (*CreatePointFuncPtr)();
typedef void (*DestroyPointFuncPtr)(Point *);

如何使用C中的类和对象？

要使用C中的类和对象，您需要遵循以下步骤：

1. 定义类和相关函数指针。
2. 实现与类相关的所有函数。
3. 在类函数中使用函数指针访问其他类函数。
4. 创建对象，访问其公共接口。
5. 从内存中销毁对象。

例如，假设您要创建一个名为 Rectangle的类来表示矩形，其中包含左上角和右下角点的坐标。首先，您需要定义类和相关指针：

typedef struct Rectangle {
    Point *topLeft;
    Point *bottomRight;
} Rectangle;

typedef Rectangle * (*CreateRectangleFuncPtr)();
typedef void (*DestroyRectangleFuncPtr)(Rectangle *);
typedef int (*CalculateAreaFuncPtr)(Rectangle *);

接下来，您需要实现相关函数：

Point * createPoint(int x, int y) {
    Point *point = (Point *)malloc(sizeof(Point));
    point->x = x;
    point->y = y;
    return point;
}

void destroyPoint(Point *point) {
    free(point);
}

Rectangle * createRectangle() {
    Rectangle *rect = (Rectangle *)malloc(sizeof(Rectangle));
    rect->topLeft = createPoint(0,0);
    rect->bottomRight = createPoint(0,0);
    return rect;
}

void destroyRectangle(Rectangle *rect) {
    destroyPoint(rect->topLeft);
    destroyPoint(rect->bottomRight);
    free(rect);
}

int calculateArea(Rectangle *rect) {
    int width = rect->bottomRight->x - rect->topLeft->x;
    int height = rect->topLeft->y - rect->bottomRight->y;
    return width * height;
}

注意，createPoint和destroyPoint函数用于创建和销毁一个点，而createRectangle和destroyRectangle函数用于创建和销毁一个矩形。最后，calculateArea函数用于计算矩形的面积。

接下来，您需要在类函数中使用函数指针来访问其他类函数。这是Rectangle类的一个示例方法，它依赖于createRectangle和destroyRectangle函数：

void draw(Rectangle *rect) {
    CreateRectangleFuncPtr createFuncPtr = &createRectangle;
    DestroyRectangleFuncPtr destroyFuncPtr = &destroyRectangle;
    
    Rectangle *newRect = createFuncPtr();
    
    // Some drawing code here...
    
    destroyFuncPtr(newRect);
}

在上面的代码中，您可以看到CreateRectangleFuncPtr和DestroyRectangleFuncPtr函数指针如何用于创建和销毁新的矩形对象。接下来，您可以创建一个矩形并访问其公共接口：

Rectangle *rect = createRectangle();
rect->topLeft->x = 10;
rect->topLeft->y = 10;
rect->bottomRight->x = 20;
rect->bottomRight->y = 20;

int area = calculateArea(rect);

destroyRectangle(rect);

最后，您可以从内存中销毁矩形对象。

结论

C语言虽然不支持完整的面向对象编程，但仍然可以使用类和对象的概念。在这种情况下，类是用户自定义的数据类型，由一组相关的变量和函数组成。对象是该类的实例，它们使用类的公共接口与外部世界通信。

要使用C中的类和对象，您需要遵循一些步骤，如定义类和相关指针，实现类相关的所有函数，使用函数指针访问其他类函数，创建对象并访问其公共接口以及从内存中销毁对象。