因為這一塊知識也比較重要，屬于通用知識，所以打算分享幾篇筆記與大家一起學(xué)習(xí)一下。

當(dāng)然，C語言并不是面向?qū)ο蟮恼Z言，要想完全實現(xiàn)與C++一樣的一些面向?qū)ο蟮奶匦詴容^難。所以我們分享的內(nèi)容也面向基礎(chǔ)、實用的為主。

本篇筆記分享的是：封裝與抽象。

封裝與抽象

封裝性是面向?qū)ο?a href="/tags/編程" target="_blank">編程的三大特性（封裝性、繼承性、多態(tài)性）之一，但也是最重要的特性。封裝+抽象相結(jié)合就可以對外提供一個低耦合的模塊。

數(shù)據(jù)封裝是一種把數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的函數(shù)捆綁在一起的機制，數(shù)據(jù)抽象是一種僅向用戶暴露接口而把具體的實現(xiàn)細(xì)節(jié)隱藏起來的機制。

在C語言中，數(shù)據(jù)封裝可以從結(jié)構(gòu)體入手，結(jié)構(gòu)體里可以放數(shù)據(jù)成員和操作數(shù)據(jù)的函數(shù)指針成員。當(dāng)然，結(jié)構(gòu)體里也可以只包含著要操作的數(shù)據(jù)。

下面以一個簡單的實例作為演示。

設(shè)計一個軟件模塊，模塊中要操作的對象是長方形，需要對外提供的接口有：

1、創(chuàng)建長方形對象；

2、設(shè)置長、寬；

3、獲取長方形面積；

4、打印長方形的信息（長、寬、高）；

5、刪除長方形對象。

下面我們來一起完成這個demo代碼。首先，我們思考一下，我們的接口命名大概是怎樣的？其實這是有規(guī)律可循的，我們看RT-Thread的面向?qū)ο蠼涌谑窃趺丛O(shè)計的：

我們也模仿這樣子的命名形式來給我們這個demo的幾個接口命名：

1、rect_create
2、rect_set
3、rect_getArea
4、rect_display
5、rect_delete

我們建立一個rect.h的頭文件，在這里聲明我們對外提供的幾個接口。這時候我們頭文件可以設(shè)計為：

這樣做是沒有什么問題的?？墒菙?shù)據(jù)隱藏得不夠好，我們提供給外部用的東西要盡量簡單。

我們可以思考一下，對于C語言的文件操作，C語言庫給我們提供怎么樣的文件操作接口？如：

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FILE *fopen(const char *pathname, const char *mode);
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);

我們會創(chuàng)建一個文件句柄（描述符），然后之后只要操作這個文件句柄就可以，我們不用關(guān)心FILE具體是怎么實現(xiàn)的。

什么是句柄？看一下百度百科的解釋：

我們也可以創(chuàng)建我們的對象句柄，對外提供的頭文件中只需暴露我們的對象句柄，不用暴露具體的實現(xiàn)。以上頭文件rect.h代碼可以修改為：

這里用到了void*，其為無類型指針，void *可以指向任何類型的數(shù)據(jù)。然后具體要操作怎么樣的結(jié)構(gòu)體可以在.c中實現(xiàn)：

下面我們依次實現(xiàn)上述五個函數(shù)：

1、rect_create函數(shù)

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/* 創(chuàng)建長方形對象 */
HandleRect rect_create(const char *object_name)
{
 printf(">>>>>>>>>> %s: %s (line: %d) <<<<<<<<<<\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

 /* 給rect結(jié)構(gòu)體變量分配內(nèi)存 */
 pRect rect = (pRect)malloc(sizeof(Rect));
 if (NULL == rect)
 {
  free(rect);
  rect = NULL;
  abort();
 }
 /* 給rect->object_name字符串申請內(nèi)存 */
 rect->object_name = (char*)malloc(strlen(object_name) + 1);
 if (NULL == rect->object_name)
 {
  free(rect->object_name);
  rect->object_name = NULL;
  abort();
 }

 /* 給結(jié)構(gòu)體各成員進(jìn)行初始化 */
 strncpy(rect->object_name, object_name, strlen(object_name) + 1);
 rect->length = 0;
 rect->width = 0;
 
 return ((HandleRect)rect);
}

rect對象創(chuàng)建函數(shù)：首先分配內(nèi)存，然后對rect結(jié)構(gòu)體各個成員進(jìn)行賦值操作，最后返回的是rect對象句柄。rect的object_name成員是個字符串，因此要單獨分配內(nèi)存。

2、rect_set函數(shù)

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/* 設(shè)置長方形對象長、寬 */
void rect_set(HandleRect rect, int length, int width)
{
 printf(">>>>>>>>>> %s: %s (line: %d) <<<<<<<<<<\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
 if (rect)
 {
  ((pRect)rect)->length = length;
  ((pRect)rect)->width = width;
 }
}

3、rect_getArea函數(shù)

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/* 獲取長方形對象面積 */
int rect_getArea(HandleRect rect)
{
 return ( ((pRect)rect)->length * ((pRect)rect)->width );
}

4、rect_display函數(shù)

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/* 打印顯示長方形對象信息 */
void rect_display(HandleRect rect)
{
 printf(">>>>>>>>>> %s: %s (line: %d) <<<<<<<<<<\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
 if (rect)
 {
  printf("object_name = %s\n", ((pRect)rect)->object_name);
  printf("length = %d\n", ((pRect)rect)->length);
  printf("width = %d\n", ((pRect)rect)->width);
  printf("area = %d\n", rect_getArea(rect));
 }
}

5、rect_delete函數(shù)

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void rect_delete(HandleRect rect)
{
 printf(">>>>>>>>>> %s: %s (line: %d) <<<<<<<<<<\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
 if (rect)
 {
  free(((pRect)rect)->object_name);
  free(rect);
  ((pRect)rect)->object_name = NULL;
  rect = NULL;
 }
}

rect對象刪除函數(shù)：主要是對創(chuàng)建函數(shù)中的malloc申請的內(nèi)存做釋放操作。

可以看到這五個對象接口主要包含三類：創(chuàng)建對象函數(shù)、操作函數(shù)、刪除對象函數(shù)。這里的操作函數(shù)就是rect_set函數(shù)、rect_getArea函數(shù)與rect_display函數(shù)，當(dāng)然還可以有其它更多的操作函數(shù)。

操作函數(shù)的特點是至少需要傳入一個表示對象的句柄，在函數(shù)的內(nèi)部再做實際數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，然后再進(jìn)行相應(yīng)的操作。

6、測試程序：

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "rect.h"

int main(void)
{
 HandleRect rect = rect_create("rect_obj");  // 創(chuàng)建Rect對象句柄
 rect_set(rect, 20, 5);         // 設(shè)置     
 rect_display(rect);            // 打印顯示 
 rect_delete(rect);             // 刪除Rect對象句柄 
 
 return 0;
}

運行結(jié)果：

在基于對象的編程中，封裝性是最基礎(chǔ)也最重要的內(nèi)容。其對象主要包含兩方面內(nèi)容：屬性與方法。

在基于C語言的對象編程中，可以使用句柄來表示對象，即句柄指向的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的成員代表對象的屬性，實際操作句柄的函數(shù)則表示對象的方法。

以上就是本次的分享，如有錯誤，歡迎指出！

本篇筆記相關(guān)代碼可在公眾號后臺回復(fù)關(guān)鍵字：C語言對象編程第一彈：封裝與抽象，即可獲取。

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