用物件導向的思想進行C程式設計

C++是一種物件導向的程式設計語言，我們常用它來進行物件導向的程式開發。但是，面向過程的語言如C是否可以進行物件導向的編程呢？答案是肯定的。C語言雖然沒有物件導向語言的諸多特徵，包括其核心特徵即封裝、繼承和多態，但是我們都知道，物件導向編程的實質其實是一種編程思維方式，跟使用的語言並無必然關係，但是使用物件導向的語言可以使程式員更好地實現這一思維方式。

“ 對象”是“類”的執行個體。對象在產生時會自動調用其建構函式，而在消亡時會自動調用其解構函式，這是C++中的概念。這個東西聽起來很神秘很玄乎，它咋就這樣智能呢？初學者尤其會產生這種想法。況且一門新的語言總要衍生出很多概念，譬如說封裝啊，繼承啊，多態啊，重載啊等等，概念多了，還真有給人一種神秘、進階的感覺。其實它的確是進階的，不過這裡不討論它的進階，這裡是想窺探它的本質，就算是“一斑”也可，“窺一斑而見全豹”。

C++的建構函式與解構函式的實現是在編譯器層。編譯器會在對象定義處產生調用建構函式的代碼，而在退出範圍處產生解構函式的代碼。所以看起來就“自動”了。

譬如說,有一個Game類：
class Game
{
private:
    Game();
    ~Game();

    int m_var1;
    int m_var2;
 
public:
    void Play();
}

其實現是：

Game::Game()
{
    m_var1 = 1;
    m_var2 = 2;
}

Game::~Game()
{
    m_var1 = 0;
    m_var2 = 0;
}

void Game::Play()
{
    m_var1++;
    m_var2++;
}

void TestGame()
{
    Game g;

    g.Play();
}

那麼如果用C來類比：

#include <stdio.h>

#define __DEBUG

typedef struct _Game Game;
struct _Game
{
    void (*GameConstructFunc)(Game* this);  /*建構函式指標*/
    void (*GameDestroyFunc)(Game* this);    /*解構函式指標*/

    int m_var1;
    int m_var2;

    void (*PlayFunc)(Game* this);           /*成員函數Play的指標*/
};

/*抽象對象的共同行為：這個例子中只包括構造和析構*/
typedef struct _OBJECT
{
    void (*virtualConstuctFunc)(struct _OBJECT *this);
    void (*virtualDestroyFunc)(struct _OBJECT *this);
} OBJECT;

/*建構函式實現*/
void GameConstruct(Game* this)
{
    this->m_var1 = 1;
    this->m_var2 = 2;
#ifdef __DEBUG
    printf("Construct/n");
#endif
}

/*解構函式實現*/
void GameDestroy(Game* this)
{
    this->m_var1 = 0;
    this->m_var2 = 0;
#ifdef __DEBUG
    printf("Destroy/n");
#endif
}

/*成員函數Play的實現*/
void Play(Game* this)
{
    this->m_var1++;
    this->m_var2++;
#ifdef __DEBUG
    printf("Play/n");
#endif
}

/*構造對象，由於沒有編譯器的協助，構造只能“手動”調用，
實際應用中其實在所有對象之上會存在一個“對象管理器”，
它就具有構造對象的行為*/
void CreateObject(OBJECT *obj)
{
    obj->virtualConstuctFunc(obj);
}

/*析構對象，由於沒有編譯器的協助，構造只能“手動”調用，
實際應用中其實在所有對象之上會存在一個“對象管理器”，
它就具有析構對象的行為*/
void DestroyObject(OBJECT *obj)
{
    obj->virtualDestroyFunc(obj);
}

/*使用執行個體*/
void TestGame()
{
    /*定義對象*/
    Game g = {
        GameConstruct,
        GameDestroy,
        0,
        0,
        Play
        };
   
    /*構造對象*/
    CreateObject((OBJECT*)&g);
    /*調用對象的行為*/
    g.PlayFunc(&g);
    /*析構對象*/
    DestroyObject((OBJECT*)&g);
}

/*測試程式*/
int main(void)
{
    TestGame();
    return 0;
}

在上面的代碼中，有些東西是不是似曾相識？譬如this指標。

C++ 語言會靠編譯器實作類別似的功能，當然更加強大。語言強大的功能，大部分都是在編譯器層實現，因為來源程式一旦轉化為機器碼，就已經喪失了語言的特性（擁有解譯器的語言除外，例如Java，它有虛擬機器，虛擬機器是對應於程式的運行階段的）。例如C++語言中，資料存取權限的限制（即私人和公有性質），繼承的實現等等，都是由編譯器完成的。語言和編譯器是相輔相成的，缺一不可。

目前C語言在嵌入式裝置上的編程還佔有重要分量，運用物件導向的思想來進行C程式開發，對於某些複雜的應用程式是大有裨益的。一些嵌入式遊戲開發在遊戲引擎的設計中就應用了此種思想。另外，在作業系統和系統軟體的編程中，也可以常常見到類似的應用，有興趣的可以看看它們的源碼。