C 语言面向对象
面向对象的基本特性:封装,继承,多态
1.0 面向过程概念
当我们在编写程序时,通常采用以下步骤:
2.0 程序案例
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>struct student
{int id;char name[20];int gender;int mark;
};int MakeStudentId(int year, int classNum, int serialNum)
{// 创建一个char类型的数组char buffer[20];// 将三个变量转换为指定格式的字符串,存储在buffer数组中sprintf(buffer, "%d%d%d", year, classNum, serialNum);// 将字符串转换为整数int id = atoi(buffer);// 返回项目的id值return id;
}const char* NumGenderToStrGender(int numGender)
{if (numGender == 0){return "女";}else if (numGender == 1){return "男";}return "NULL";
}int StrGenderToNumGender(const char* strGender)
{int numGender;if (strcmp("男", strGender) == 0){numGender = 1;}else if (strcmp("女", strGender) == 0){numGender = 0;}else{numGender = -1;}return numGender;
}int main()
{// 创建结构体变量struct student stu;stu.id = MakeStudentId(2024, 123, 26);strcpy(stu.name, "小明");stu.gender = StrGenderToNumGender("男");stu.mark = 98;printf("学号:%d\n", stu.id);printf("姓名: %s\n", stu.name);const char* gender = NumGenderToStrGender(stu.gender);printf("性别:%s\n", gender);printf("分数:%s\n", stu.mark);return 0;}
3.0 面向对象
成员id的表示方式:
1. 将函数的第一个参数设置为 struct student * ,让函数直接操作 student 结构体。
4.0 封装特性
typedef struct
{int id;char name[20];int gender;int mark;
}StudentInfo_t;
注:将需要的信息封装为一个结构体内部包含学生的姓名,学号,性别,分数。
通过函数设置学生的id编号,函数可以通过结构体指针,直接操作结构体中的数据
void SetStudentId(StudentInfo_t* s, int year, int classNum, int serialNum)
{char buffer[20];sprintf(buffer, "%d%d%d", year, classNum, serialNum);int id = atoi(buffer);s->id = id;
}
获取学生的性别函数,在面向对象的编程方法中获取数据的函数被我们设置为GetXXX,设置数据的函数被我们设置为SetXXX。
const char* GetGender(StudentInfo_t* s)
{if (s->gender == 0){return "女";}else if (s->gender == 1){return "男";}return "未知";
}
设置数据的方法
void SetGender(StudentInfo_t* s, const char* strGender)
{int numGender;if (strcmp("男", strGender) == 0){numGender = 1;}else if (strcmp("女", strGender) == 0){numGender = 0;}else{numGender = -1;}s->gender = numGender;
}
通过主函数进行调用
int main()
{StudentInfo_t stu;SetStudentId(&stu, 2022, 123, 26);strcpy(stu.name, "小明");SetGender(&stu, "男");stu.mark = 98;// 打印这些数值printf("学号:%d\n", stu.id);printf("姓名:%s\n", stu.name);const char* gender = GetGender(&stu);printf("性别:%s\n", gender);printf("分数:%d\n", stu.mark);
}
完整函数代码
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>typedef struct
{int id;char name[20];int gender;int mark;
}StudentInfo_t;void SetStudentId(StudentInfo_t* s, int year, int classNum, int serialNum)
{char buffer[20];sprintf(buffer, "%d%d%d", year, classNum, serialNum);int id = atoi(buffer);s->id = id;
}const char* GetGender(StudentInfo_t* s)
{if (s->gender == 0){return "女";}else if (s->gender == 1){return "男";}return "未知";
}void SetGender(StudentInfo_t* s, const char* strGender)
{int numGender;if (strcmp("男", strGender) == 0){numGender = 1;}else if (strcmp("女", strGender) == 0){numGender = 0;}else{numGender = -1;}s->gender = numGender;
}int main()
{StudentInfo_t stu;SetStudentId(&stu, 2022, 123, 26);strcpy(stu.name, "小明");SetGender(&stu, "男");stu.mark = 98;// 打印这些数值printf("学号:%d\n", stu.id);printf("姓名:%s\n", stu.name);const char* gender = GetGender(&stu);printf("性别:%s\n", gender);printf("分数:%d\n", stu.mark);
}
对象.方法(对象指针,参数1,参数2, 参数3...)
stu.setGender(&stu, "男");
const char* gender = stu.getGender(&stu);
5.0 面向对象
在结构体中声明函数指针
struct student {void (*setStudentId)(struct student* s, int year, int classNum, int serialNum);const char* (*getGender)(struct student* s);void (*setGender)(struct student* s, const char* strGender);int id; // 学号char name[20]; // 姓名int gender; // 性别int mark; // 分数
};
这个时候可以将结构体作为一个对象看待,使用对象(结构体变量). 方法(函数)的方式进行参数的赋值和调用。
生成学生的id
void setStudentId(struct student* s, int year, int classNum, int serialNum)
{char buffer[20];sprintf(buffer, "%d%d%d", year, classNum, serialNum);int id = atoi(buffer);s->id = id;
}
获取学生的性别
const char* getGender(struct student* s)
{if (s->gender == 0){return "女";}else if (s->gender == 1){return "男";}return "未知";
}
设置学生的性别
void setGender(struct student* s, const char* strGender)
{int numGender;if (strcmp("男", strGender) == 0){numGender = 1;}else if (strcmp("女", strGender) == 0){numGender = 0;}else{numGender = -1;}s->gender = numGender;
}
初始化函数指针【对象初始化之后才能被调用】
void initStudent(struct student* s)
{s->setStudentId = setStudentId;s->getGender = getGender;s->setGender = setGender;
}
主函数相关代码
int main()
{struct student stu;// 初始化studentinitStudent(&stu);stu.setStudentId(&stu, 2022, 123, 26);strcpy(stu.name, "小明");stu.setGender(&stu, "男");stu.mark = 98;// 打印这些数值printf("学号:%d\n", stu.id);printf("姓名:%s\n", stu.name);const char* gender = stu.getGender(&stu);printf("性别:%s\n", gender);printf("分数:%d\n", stu.mark);
}
完整代码
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>struct student {void (*setStudentId)(struct student* s, int year, int classNum, int serialNum);const char* (*getGender)(struct student* s);void (*setGender)(struct student* s, const char* strGender);int id; // 学号char name[20]; // 姓名int gender; // 性别int mark; // 分数
};void setStudentId(struct student* s, int year, int classNum, int serialNum)
{char buffer[20];sprintf(buffer, "%d%d%d", year, classNum, serialNum);int id = atoi(buffer);s->id = id;
}const char* getGender(struct student* s)
{if (s->gender == 0){return "女";}else if (s->gender == 1){return "男";}return "未知";
}void setGender(struct student* s, const char* strGender)
{int numGender;if (strcmp("男", strGender) == 0){numGender = 1;}else if (strcmp("女", strGender) == 0){numGender = 0;}else{numGender = -1;}s->gender = numGender;
}void initStudent(struct student* s)
{s->setStudentId = setStudentId;s->getGender = getGender;s->setGender = setGender;
}int main()
{struct student stu;// 初始化studentinitStudent(&stu);stu.setStudentId(&stu, 2022, 123, 26);strcpy(stu.name, "小明");stu.setGender(&stu, "男");stu.mark = 98;// 打印这些数值printf("学号:%d\n", stu.id);printf("姓名:%s\n", stu.name);const char* gender = stu.getGender(&stu);printf("性别:%s\n", gender);printf("分数:%d\n", stu.mark);
}
6.0 继承基本概念
- 工号
- 姓名
- 性别
- 任课科目
struct teacher
{int id; // 工号char name[20]; // 姓名int gender; // 性别char subject[20]; // 任课科目
};
struct teacher {int id; // 工号char name[20]; // 姓名int gender; // 性别char subject[20]; // 任课科目
};
struct student {int id; // 学号char name[20]; // 姓名int gender; // 性别int mark; // 分数
};
- 编号
- 姓名
- 性别
- 学生有考试分数
- 老师有任课科目
struct person{int id; // 编号char name[20]; // 姓名int gender; // 性别
};
struct teacher {struct person super;char subject[20]; // 任课科目
};
struct student {struct person super;int mark; // 分数
};
// 原有代码
struct teacher {int id; // 工号char name[20]; // 姓名int gender; // 性别char subject[20]; // 任课科目
};
struct student {int id; // 学号char name[20]; // 姓名int gender; // 性别int mark; // 分数
};
// 现有代码
struct person{int id; // 编号char name[20]; // 姓名int gender; // 性别
};
struct teacher {struct person super;char subject[20]; // 任课科目
};
struct student {struct person super;int mark; // 分数
};
- 1. 减少重复代码
- 2. 代码层次更清晰
刚刚我们只讨论了数据,现在我们结合上方法一起讨论
struct person{int id; // 编号char name[20]; // 姓名int gender; // 性别
};
struct teacher {struct person super;char subject[20]; // 任课科目
};
struct student {struct person super;int mark; // 分数void (*setStudentId)(struct student* s, int year, int classNum, int serialNum);const char* (*getGender)(struct student* s);void (*setGender)(struct student* s, const char* strGender);
};
- 设置性别
- 获取性别
- 设置学号
创建一个Person方法,内部包含
struct person
{int id;char name[20];int gender;const char* (*getGender)(struct student* s);void (*setGender)(struct student* s, const char* strGender);
};struct teacher
{// 创建结构体成员变量struct person super;char subject[20];
};struct student {void (*setStudentId)(struct student* s, int year, int classNum, int serialNum);struct person super;int mark; // 分数
};
const char* getGender(struct person* p)
{if (p->gender == 0){return "女";}else if (p->gender == 1){return "男";}return "未知";
}void setGender(struct person* p, const char* strGender)
{int numGender;if (strcmp("男", strGender) == 0){numGender = 1;}else if (strcmp("女", strGender) == 0){numGender = 0;}else{numGender = -1;}p->gender = numGender;
}
void setStudentId(struct student* s, int year, int classNum, int serialNum)
{char buffer[20];sprintf(buffer, "%d%d%d", year, classNum, serialNum);int id = atoi(buffer);s->super.id = id;
}
void initPerson(struct person* p)
{p->getGender = getGender;p->setGender = setGender;
}void initStudent(struct student* s)
{initPerson(&(s->super));s->setStudentId = setStudentId;
}void initTeacher(struct teacher* t)
{initPerson(&(t->super));
}
main函数调用
int main()
{struct student stu;// 初始化studentinitStudent(&stu);stu.setStudentId(&stu, 2022, 123, 26);strcpy(stu.super.name, "小明");stu.super.setGender(&stu.super, "男");stu.mark = 98;// 打印这些数值printf("学号:%d\n", stu.super.id);printf("姓名:%s\n", stu.super.name);const char* gender = stu.super.getGender(&stu.super);printf("性别:%s\n", gender);printf("分数:%d\n", stu.mark);putchar('\n');struct teacher t;// 初始化teacherinitTeacher(&t);t.super.id = 12345;strcpy(t.super.name, "林老师");t.super.setGender(&t.super, "男");strcpy(t.subject, "C语言");// 打印这些数值printf("学号:%d\n", t.super.id);printf("姓名:%s\n", t.super.name);gender = t.super.getGender(&t.super);printf("性别:%s\n", gender);printf("科目:%s\n", t.subject);
}
完整代码
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>struct person
{int id;char name[20];int gender;const char* (*getGender)(struct student* s);void (*setGender)(struct student* s, const char* strGender);
};struct teacher
{// 创建结构体成员变量struct person super;char subject[20];
};struct student {void (*setStudentId)(struct student* s, int year, int classNum, int serialNum);struct person super;int mark; // 分数
};void setStudentId(struct student* s, int year, int classNum, int serialNum)
{char buffer[20];sprintf(buffer, "%d%d%d", year, classNum, serialNum);int id = atoi(buffer);s->super.id = id;
}const char* getGender(struct person* p)
{if (p->gender == 0){return "女";}else if (p->gender == 1){return "男";}return "未知";
}void setGender(struct person* p, const char* strGender)
{int numGender;if (strcmp("男", strGender) == 0){numGender = 1;}else if (strcmp("女", strGender) == 0){numGender = 0;}else{numGender = -1;}p->gender = numGender;
}void initPerson(struct person* p)
{p->getGender = getGender;p->setGender = setGender;
}void initStudent(struct student* s)
{initPerson(&(s->super));s->setStudentId = setStudentId;
}void initTeacher(struct teacher* t)
{initPerson(&(t->super));
}int main()
{struct student stu;// 初始化studentinitStudent(&stu);stu.setStudentId(&stu, 2022, 123, 26);strcpy(stu.super.name, "小明");stu.super.setGender(&stu.super, "男");stu.mark = 98;// 打印这些数值printf("学号:%d\n", stu.super.id);printf("姓名:%s\n", stu.super.name);const char* gender = stu.super.getGender(&stu.super);printf("性别:%s\n", gender);printf("分数:%d\n", stu.mark);putchar('\n');struct teacher t;// 初始化teacherinitTeacher(&t);t.super.id = 12345;strcpy(t.super.name, "林老师");t.super.setGender(&t.super, "男");strcpy(t.subject, "C语言");// 打印这些数值printf("学号:%d\n", t.super.id);printf("姓名:%s\n", t.super.name);gender = t.super.getGender(&t.super);printf("性别:%s\n", gender);printf("科目:%s\n", t.subject);
}
程序运行结果
7.0 多态
struct Rect {
void (*draw)(struct Rect *);int left;int top;int right;int bottom;
};
struct Circle {
void (*draw)(struct Circle *);int x;int y;int r;
};
struct Triangle {
void (*draw)(struct Triangle *);POINT p1;POINT p2;POINT p3;
};
struct Shape {
void (*draw)(struct Shape *);
};
这是共性的结构体,可以称之为结构体对象
struct Rect {struct Shape super;int left;int top;int right;int bottom;
};
struct Circle {struct Shape super;int x;int y;int r;
};
struct Triangle {struct Shape super;POINT p1;POINT p2;POINT p3;
};
如果父对象和子对象的内存排布不重合会出现错误
// 正确
struct Rect {struct Shape super;int left;int top;int right;int bottom;
};
// 错误
struct Rect {int left;int top;int right;int bottom;struct Shape super;
};
void initRect(struct Rect* r)
{r->super.draw = drawRect;
}
void initCircle(struct Circle* c)
{c->super.draw = drawCircle;
}
void initTriangle(struct Triangle* t)
{t->super.draw = drawTriangle;
}
- void (*)(struct Rect*)
- void (*)(struct Circle*)
- void (*)(struct Triangle*)
void initRect(struct Rect* r)
{r->super.draw = (void (*)(struct Shape*))drawRect;
}
void initCircle(struct Circle* c)
{c->super.draw = (void (*)(struct Shape*))drawCircle;
}
void initTriangle(struct Triangle* t)
{t->super.draw = (void (*)(struct Shape*))drawTriangle;
}
struct Rect r = { {}, - 200, 200, 200, 0 };
struct Circle c = { {},0, 0, 100 };
struct Triangle t = { {}, {0, 200}, {-200, 0}, {200, 0} };
initRect(&r);
initCircle(&c);
initTriangle(&t);
让三个对象分别调用各自的初始化函数,给各自对象 super 成员中的 draw 设置为各自对应的绘图函数。
r.super.draw 设置为 drawRect
c.super.draw 设置为 drawCircle
t.super.draw 设置为 drawRTriangle
struct Shape *arrShape[3] = {
(struct Shape *)&r, (struct Shape*)&c, (struct Shape*)&t};
for (int i = 0; i < 3; i++)
{arrShape[i]->draw(arrShape[i]);
}
到了关键的一步,使用循环,依次调用 draw 函数。由于3次循环中的 draw 函数分别为各个图形各自的 绘图函数。所以,虽然统一调用的是 draw ,但是,却可以执行它们各自的绘图函数。至此,不同实现 的方法,在此得到统一。
完整代码实现
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <easyx.h>
#include <stdlib.h>struct Shape
{void (*draw)(struct Shape*);
};struct Rect
{struct Shape super;int left;int top;int right;int bottom;
};struct Circle
{struct Shape super;int x;int y;int r;
};struct Triangle
{struct Shape super;POINT p1;POINT p2;POINT p3;
};void drawRect(struct Rect* r)
{rectangle(r->left, r->top, r->right, r->bottom);
}void drawCircle(struct Circle* c)
{circle(c->x, c->y, c->r);
}void drawTriangle(struct Triangle* t)
{line(t->p1.x, t->p1.y, t->p2.x, t->p2.y);line(t->p2.x, t->p2.y, t->p3.x, t->p3.y);line(t->p3.x, t->p3.y, t->p1.x, t->p1.y);
}void InitRect(struct Rect* r)
{r->super.draw = (void(*)(struct Shape*)) drawRect;
}void InitCircle(struct Circle* c)
{c->super.draw = (void(*)(struct Shape*))drawCircle;
}void InitTriangle(struct Triangle* t)
{t->super.draw = (void(*)(struct Shape*))drawTriangle;
}int main()
{initgraph(800, 600);setaspectratio(1, -1);setorigin(400, 300);setbkcolor(WHITE);setlinecolor(BLACK);cleardevice();struct Rect r = { {}, - 200, 200, 200, 0 };struct Circle c = { {},0, 0, 100 };struct Triangle t = { {}, {0, 200}, {-200, 0}, {200, 0} };InitRect(&r);InitCircle(&c);InitTriangle(&t);struct Shape* arrShape[3] ={(struct Shape*)&r,(struct Shape*)&c,(struct Shape*)&t};for (int i = 0; i < 3; i++) {arrShape[i]->draw(arrShape[i]);}getchar();closegraph();return 0;
}
让我们回顾一下在之前实现多态的步骤:
注:参考你好编程C语言教程编写,仅供学习参考
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1. TurtleBot3环境配置 # 下载TurtleBot3核心包 mkdir -p ~/catkin_ws/src cd ~/catkin_ws/src git clone -b noetic-devel https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3.git git clone -b noetic https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3_msgs.git git clone -b noetic-dev…...

【Redis】笔记|第8节|大厂高并发缓存架构实战与优化
缓存架构 代码结构 代码详情 功能点: 多级缓存,先查本地缓存,再查Redis,最后才查数据库热点数据重建逻辑使用分布式锁,二次查询更新缓存采用读写锁提升性能采用Redis的发布订阅机制通知所有实例更新本地缓存适用读多…...
C++课设:简易日历程序(支持传统节假日 + 二十四节气 + 个人纪念日管理)
名人说:路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。—— 屈原《离骚》 创作者:Code_流苏(CSDN)(一个喜欢古诗词和编程的Coder😊) 专栏介绍:《编程项目实战》 目录 一、为什么要开发一个日历程序?1. 深入理解时间算法2. 练习面向对象设计3. 学习数据结构应用二、核心算法深度解析…...