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编程指北责编
张文
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别误会,今天要写的不是我对象,毕竟我还没有......
这篇文章主要是聊聊我对于编程语言中「对象」的一些简单认识,
面向过程VS面向对象
为什么C叫面向过程(ProcedureOriented)的语言,而Java、C++之类叫面向对象(ObjectOriented)呢?
之前听到一个有趣的说法:
在C语言中我们是这样写代码的:
function_a(yyy);function_b(xxx);
从左往右看过去,最先看到的是函数,也就是Procedure,故叫做ProcedureOriented。
而在Java这类语言我们通常是这样的:
Workerworker=newWoker(小北);worker.touchFish(5分钟);worker.coding(1小时);
第一眼看到的就是一个个的对象,所以叫做面向对象ObjectOriented。
回到正题。在C语言中,数据和操作数据的函数是互相分开的,你并不知道数据和函数之间有什么关联,这在语言层面上是不支持的。
在C语言中,编程就是将一堆以功能为核心导向的函数进行组合,依次调用这些函数就可以了。
这就叫面向过程,其实和我们思考问题的方式是吻合的。比如要实现一个贪吃蛇游戏,那面向过程的设计思路就是首先分析问题的步骤:
开始游戏随机生成食物绘制画面接收输入并改变方向判断是否碰到墙壁和食物等...而用面向对象的思路则是:
首先,将整个游戏拆解为一个个的实体:蛇、食物、障碍物、规则系统、动画系统。
其次,分别去实现这些实体应该具有的功能(即成员函数),同时你还要考虑不同实体之间如何交互和传递消息。说白了就是调用关系和传参。
比如规则系统接收蛇、食物、障碍物作为参数,可以判定是否吃到食物或者碰到墙壁。
动画系统则可以接收蛇、食物、障碍物等作为参数,然后在屏幕上动态的显示出来。
这样做的好处是:可以利用面向对象有封装、继承、多态性的特性,设计出低耦合的系统,使系统更加灵活、更加易于维护。
好了,上面这段大概可以看做八股文。你分别用C和Java/C++写过程序自然知道二者区别。不然我说再多的高内聚、低耦合也没啥用。
对象如何实现?
对象的就是由一堆的属性(成员变量)和一系列的方法(成员函数)组成。在讲这个之前,先补充说明一个函数指针。
我们都知道函数在C/C++、Java这类语言中都不是一等公民,一等公民的意思就是能够像其它整数、字符串变量一样,可以被赋值或者作为函数参数、返回值等。但是在JS、Python这类动态语言中,函数却是一等公民,可以作为参数、返回值等等。
究其原因,这类语言底层实现中,一切东西皆是对象。函数、整数、字符串、浮点数都是对象,函数才因此具备同其它基本类型一样的一等公民的身份。
在C/C++中,函数虽然是二等公民,但我们可以通过函数指针来变相的实现将函数用于变量赋值、函数参数、返回值场景。
函数指针是啥?
我们知道普通变量申明后,编译器就会自动分配一块适合的内存。函数也是同样的,编译的时候会将一个函数编译好,然后放在一块内存中。
(上面这段说法实际很不准确,因为编译器不会分配内存,编译好的代码也是以二进制的形式放在磁盘上,只有程序开始运行时才会加载到内存)
如果我们把函数的首地址也存储在某个指针变量里,就可以通过这个指针变量来调用所指向的函数了,这个存储函数首地址的特殊指针就叫做函数指针。
比如有一个函数intfunc(inta);
我们如何申明一个可以指向func的函数指针呢?
int(*func_p)(int);
看起来有点奇怪,其实函数指针变量的声明格式和同函数func的声明一样,只不过把func换成(*func_p)罢了。
为什么要括号呢?因为不要括号的话int*func_p(int);就是申明一个返回指针的函数了,括号就是为了避免这种歧义。
我们来多看几个函数指针的申明吧:
int(*f1)(int);//传入int,返回intvoid(*f2)(char*);//传入char指针,没有返回值double*(*f3)(int,int);//传递两个整数,返回double指针
来看一个函数指针的具体用处吧:
#includestdio.htypedefvoid(*work)()Work;//typedef定义一种函数指针类型voidxiaobei_work(){printf(小北工作就是写代码);}voidshuaibei_work(){printf(帅北工作就是摸鱼)}voiddo_work(Workworker){worker();}intmain(void){Workx_work=xiaobei_work;Works_work=shuaibei_work;do_work(x_work);do_work(s_work);return0;}
输出:
小北工作就是写代码帅北工作就是摸鱼
其实这里有点为了用函数指针而用了,不过大家应该体会到了,函数指针最大的优点就是将函数变量化了。
我们可以将函数作为参数传递给其它函数,于是就有了多态的雏形。我们可以传递不同的函数来实现不同的行为。
voidqsort(void*base,size_tnum,size_twidth,int(*