C语言如何实现面向对象
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C语言如何实现面向对象
这里主要介绍下在C语言中是如何实现的面向对象。知道了C语言实现面向对象的方式，再联想下，C++中的class的运行原理是什么？
首先看一段C++的class，拿一个Student类来举例子：
在头文件中，我定义一个Student类：
#pragma once
class Student {
public:
void SetNumber(int number);
void SetGrade(int grade);
void Print();
private:
int number;
int grade;
};再在源文件中实现它：
#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);}接下来是使用Student类：
#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;
}再运行一下，运行结果不出所料。
有没有想过，它的底层是怎么实现的？为什么不同对象，设置了不同的number和grade，它的输出却不一样？
这个问题先放在这。等我用C语言实现一套这种方案后，估计就明白了。
首先，在头文件中定义一个C语言的结构体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);注意在这里使用了一个typedef，即Student = struct Student;
但是却没有在头文件中定义它：
struct Student {
int number;
int grade;
};我把它放在了源文件中，在源文件中定义它，再实现相关的方法。
#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);
}这是不是面向对象的原理？数据封装到了不同的指针下，不同的指针传到了相同的函数中，行为也会不同。
这时候再联想一下C++中的面向对象是不也是这个原理：
平时我们使用的：
a->Print();其实它的原理可能是这样的：
void Print(Student* this) {
this->number;
this->grade;
}只不过编译器把默认的这个this参数隐藏在内部，我们看不见而已。其实每个成员函数默认都会有一个参数，就是对象的指针，也就是this指针。到这里你应该也就明白面向对象的原理了吧。
注意在这里我使用了一个typedef，即Student = struct Student;
但是我却没有在头文件中定义它。
这样可以更好的隐藏Student的实现，外面不知道Student究竟是什么东西，只有内部知道。在头文件中对外只暴露Student的指针，然后指针传到源文件中，再去解析它。
比如，我在其它地方想要得到Student的大小，编译器会报错，没法使用sizeof，因为它不知道Student，它只知道它是不完整的类型。而只能在源文件中使用sizeof。
这种设计是不是比C++的class更安全一些，确实安全，其实C++也可以这样实现，就是可以使用pImpl指针。
pimpl我暂时先不介绍，大家可以自己研究一下（其实历史文章中介绍过）。
大家可以思考下，怎么用C语言实现多态呢？
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