C语言实现面向对象编程：封装、继承与多态

"这篇文档是关于在C语言中实现面向对象编程(OOP)的方法，涵盖了封装、继承和多态这三大基本概念。作者是QuantumLeaps，文档更新至Revision H，发布于2018年4月。文档还包含了虚拟函数实现多态的详细解释，如虚拟表(vtbl)、虚拟指针(vptr)、构造函数中的vptr设置、子类继承与vptr重写，以及虚拟调用的晚绑定机制。" 面向对象编程在C语言中的实现主要围绕三个核心概念：封装、继承和多态。 1. 封装：封装是面向对象编程的基础，它隐藏对象的内部细节，只对外提供接口进行交互。在C语言中，可以通过结构体(struct)来创建对象，将相关的数据成员和函数指针打包在一起，实现数据的封装。同时，通过定义访问限定符(如宏或自定义函数)来控制对结构体内数据的访问，从而达到隐藏实现细节的目的。 2. 继承：在C语言中实现继承通常使用嵌套结构体，父类结构体作为子类结构体的一部分。子类可以拥有父类的所有属性和行为，并且可以添加新的特性或覆盖父类的方法。为了实现继承，可以定义一个公共的部分，然后在子类中包含这个公共部分，以实现代码复用和层次结构。 3. 多态：多态性允许不同类型的对象对同一消息作出不同的响应。在C语言中，实现多态性最常见的方式是使用虚拟函数(virtual functions)，这涉及到虚拟表(virtual table, vtbl)和虚拟指针(vptr)。每个具有虚函数的类都有一个vptr，指向其vtbl，vtbl则存储了类中所有虚函数的地址。在构造函数中，vptr会被正确初始化，以指向对应的vtbl。当子类继承父类并重写虚函数时，会在自己的vptr中指向自己的vtbl，从而实现多态调用。晚绑定(late binding)即运行时绑定，确保了即使在编译时不知道实际的对象类型，也能正确调用到子类的重写方法。 除了这些基础概念，文档还可能包含了一些实例和实践，帮助读者更好地理解和应用这些技术。该文档提供了在C语言环境下实现面向对象特性的详细指南，对于那些想要在C语言项目中引入面向对象思想的开发者来说，是一份宝贵的参考资料。