如何用C语言实现面向对象思想的开发？

现状

目前各行各业中的软件工程师规模庞大，种类繁多，但是有一小众化的软件工程师往往受到忽视，那就是嵌入式软件工程师，对于小众化的嵌入式软件工程师其实门槛还是很高的，要有一定的硬件基础和硬件调试能力，特别是当项目产品不依赖与操作系统平台而进行裸奔的，对嵌入式软件工程师要求更高；

除了上面提到的门槛因素外，大多数嵌入式软件工程师用传统的C语言直面复杂的电路板，当代码量小于1W，软件功能复杂度较小的情况下，传统的C语言思维还能够指导单个软件工程师按部就班的写驱动->调驱动->写应用->调试主体功能；但是代码量突破1W功能较复杂的情况下，这就需要多人协调完成代码编写与功能调试，软件需求->软件架构->软件层次划分->软件模块划分->代码实现->模块级调试->功能模块调试->主功能调试；考虑到实现过程的环节，这就需要在代码实现时要进行必要的抽象与封装，对于传统的C语言是不支持面向对象的，这就让用C语言实现面向对象的封装与抽象的需求应运而生；

实现方法

对于传统的C编程，单个功能模块的实现需要多个C文件的支撑，功能模块间的数据传递是通过全局变量和接口函数的调用实现的；按照C++的类定义，可以用C中的struct 实现部分类的功能；

比如如何用C实现一个CAN驱动的类开发；

A、 用struct 定义属性和方法

typedef struct CanbDriver

{

//属性

struct CanData m_strECanRxData;

struct
CanData m_strECanTxData;

struct CanConfigData m_strECanbConfigData;//配置数据

/方法

Uint32  (*Initialize)(void);

Uint32 (*SendData)(struct CanbDriver
*pThis,Uint16 * pTxAddr,Uint16 uiFrameTypeId);

Uint16 * (*ReceiveData)(struct CanbDriver
*pThis,Uint16 uiFrameTypeId);

}CCanDriver;

B、 在CanDriver.c中实例化各个接口函数

即定义函数

//初始化

Uint32 CAND_Initialize(struct CanbDriver *pThis)

{        

           Uint32
ulErroCode = 0;

           ………

     //实现

 

    return ulErroCode;

}

//发送

TUint32 CAND_SendData(struct CanbDriver *pThis, ,Uint16 *
pTxAddr,Uint16 uiFrameTypeId)

{        

           Uint32
ulErroCode = 0;

           ………

     //实现

 

    return ulErroCode;

}

//接收

Uint16 * CAND_ReceiveData)(struct CanbDriver *pThis,Uint16
uiFrameTypeId)

{

         Uint16 * pAddr = NULL;

 

         ………

     //实现

 

return  pAddr;

}

C、 如何将.C文件中实例化的函数对接“类”中的方法呢？

这就要求我们的“构造函数”construct中对各个函数进行注册，也就是创造对象；

//构造函数

void
CCanaDriver_Cnst(CCanaDriver* pObj)

{                                    

pObj-> Initialize = CAND_Initialize;

    pObj-> SendData = CAND_SendData;

    pObj->ReceiveData = CAND_SendData;   

}

 

D、 当然为了更接近C++的风格我们需要宏定义

#define ConstructObject(c,o) c##_Cnst(o)

       
当然我们得定义一个实体CCanDriver CanDriverObj;

        

       
这样我们就能推导出：

        调用ConstructObject（CCanDriver，CanDriverObj）等价于CCanaDriver_Cnst(&CanDriverObj)

E、  对于封装好的接口函数，我们如何访问呢，为此我们还定义了这个函数

CCanDriver *GetInstance（CCanDriver）

{

         return
&CanDriverObj；

}

F、  至此我们完成了整个CAN驱动的类封装，比如我现在想初始化一下这个CAN驱动则进行如下操作：

//获取入口

CCanDriver *Obj = GetInstance(CCanDriver);

//访问接口函数

Obj-> Initialize(Obj);

 

至此我们完成了一个驱动的类封装；

 

优点？

有人会问，我用之前的方法也能够实现，为啥还要烧脑实现这个？当然仁者见仁智者见智，以我个人的经历而言，这种实现代码的方式能够使代码更加清晰，接口访问清晰明了，杜绝了全局变量的使用，各个模块间通过接口访问；