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TUhjnbcbe - 2020/12/2 2:20:00

作者

刘欣

责编

伍杏玲

本文经授权转载自码农翻身(ID:codrising)

作为程序员的你,有没有设想过各语言相聚一堂会是怎样的情景呢?他们讨论的是各自酷炫的技术技能?还是使用人数?或是网站排名?

错了,他们也在讨论各自“对象”呢。

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。

尤其是Python和JavaScript,更是成了明星,一个吹嘘说自己是人工智能的必备,另外一个炫耀说自己是世界上最流行的语言,不信有某某语言流行度排行榜为证,还有GitHub上的众多项目云云。

老练的Java则是一直拿TIOBE排行榜说事儿:“我已经连续10多年排行第一了,高处不胜寒啊!”

提到TIOBE,Python更是得意:“我今年还被选为TIOBE的年度编程语言呢!”

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、操作系统、数据库、编译器等,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(DnnisRitchi),有史以来最伟大的程序员之一,已经于年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KnThompson,那是DnnisRitchi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Kn?为什么不让我有对象?不让我面向对象编程!

C来到KnThompson的门口,按了门铃。门开了,C语言一眼就看到KnThompson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。

Kn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,Kn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?”Kn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,Python、JavaScript他们都嘲笑我!”

“那你说说,什么是OOP?”Kn问道。

“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

KnThompson迅速就写了一段代码。他说:“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。”

shap.h

shap.c

main.c

这里定义了一个叫做Shap的结构体,外界只能通过相关的函数来对这个Shap进行操作,例如创建(Shap_crat),移动(Shap_mov),还有获取位置(Shap_gtX)等,不能直接访问Shap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KnThompson居然把那个指针的名称叫做slf,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

KnThompson不吭声,继续写代码:

这次定义了一个矩形(Rctangl)的结构体,其中嵌套了Shap,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Shap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。

“你们想想啊,当你创建一个子类对象的时候,比如Rctangl,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Rctangl对象,还是Squar对象,在调用Shap_ara方法的时候,都需要通过vptr这个指针找到虚函数表中的ara方法,对于Rctangl,找到的是Rctangl_ara方法,对于Squar,找到的是Squar_ara方法。

structRctangl*r=Rctangl_crat(5,5,10,10);Shap_ara((structShap*)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。”Kn总结道。

“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道。

“只要IO设备提供这几个函数的实际定义,就可以将Fil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他们胡说,你也有对象,也能进行面向对象的编程!”

C语言说:“走,喝酒去!”

本文的例子主要来源于:

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