人们使用什么技术/策略来构建C(而不是C++)中的对象？

Question

我特别感兴趣的是在C语言中使用的对象,而不是构成解释语言核心的对象的实现,例如python.

Answer 1

我倾向于这样做:

struct foo_ops {
    void (*blah)(struct foo *, ...);
    void (*plugh)(struct foo *, ...);
};
struct foo {
    struct foo_ops *ops;
    /* data fields for foo go here */
};

使用这些结构定义,实现foo的代码看起来像这样:

static void plugh(struct foo *, ...) { ... }
static void blah(struct foo *, ...) { ... }

static struct foo_ops foo_ops = { blah, plugh };

struct foo *new_foo(...) {
   struct foo *foop = malloc(sizeof(*foop));
   foop->ops = &foo_ops;
   /* fill in rest of *foop */
   return foop;
} 

然后,在使用foo的代码中:

struct foo *foop = new_foo(...);
foop->ops->blah(foop, ...);
foop->ops->plugh(foop, ...);

此代码可以使用宏或内联函数进行整理,因此它看起来更像C

foo_blah(foop, ...);
foo_plugh(foop, ...);

虽然如果你坚持使用一个相当短的名称"ops"字段,只需写出原来显示的代码并不是特别冗长.

这种技术完全适用于在C中实现相对简单的基于对象的设计,但它不能处理更高级的要求,例如显式表示类和方法继承.对于那些,你可能需要像GObject(如EFraim所提到的),但我建议确保你真的需要更复杂的框架的额外功能.

Answer 2

你对术语"对象"的使用有点模糊,所以我假设你在问如何使用C来实现面向对象编程的某些方面(在这个假设下随意纠正我.)

方法多态性:

方法多态性通常使用函数指针在C中进行模拟.例如,如果我有一个用于表示image_scaler的结构(需要一个图像并将其调整为新尺寸),我可以这样做:

struct image_scaler {
    //member variables
    int (*scale)(int, int, int*);
}

然后,我可以制作几个图像缩放器:

struct image_scaler nn, bilinear;
nn->scale = &nearest_neighbor_scale;
bilinear->scale = &bilinear_scale;

这让我可以为任何接受image_scaler的函数实现多态行为,并通过简单地传递一个不同的image_scaler来使用它的缩放方法.

遗产

通常通过以下方式实现继承:

struct base{
   int x;
   int y;
} 

struct derived{
   struct base;
   int z;
}

现在,我可以自由地使用派生的额外字段,以及获得所有"继承"的字段.此外,如果您有一个只接受结构基础的函数.你可以简单地将struct dervied指针转换为struct base指针而不会产生任何后果

Answer 3

诸如GObject之类的库。

基本上，GObject 提供了描述不透明值（整数、字符串）和对象的通用方法（通过手动描述接口 - 作为函数指针的结构，基本上对应于 C++ 中的 VTable） - 有关该结构的更多信息可以在其参考中找到

您还经常会手动实现 vtable，如“纯 C 中的 COM”中所示