C語言面向物件程式設計（一）：封裝與繼承
最近在用 C 做專案，之前用慣了 C++ ，轉回頭來用C 還真有點不適應。 C++ 語言中自帶面向物件支援，如封裝、繼承、多型等面向物件的基本特徵。 C 原本是面向過程的語言，自身沒有內建這些特性，但我們還是可以利用 C 語言本身已有的特性來實現面向物件的一些基本特徵。接下來我們就一一來細說封裝、繼承、多型、純虛類等面向物件特性在 C 語言中如何實現，並且給出例項。
這篇文章中我們先說封裝和繼承。
先來看封裝。
所謂封裝，通俗地說，就是一個姑娘化了妝，只給你看她想讓你看的那一面，至於裡面是否颳了骨、墊了東西，不給你看。說到封裝就得說隱藏，這是對兄弟概念；其實我理解隱藏是更深的封裝，完全不給你看見，而封裝可能是猶抱琵琶半遮面。封裝在 C++ 語言中有 protected 、 private 關鍵字在語言層面上支援，而 C 語言中沒有這些。 C 有結構體（ struct ），其實可以實現封裝和隱藏。
在 QT 中，為了更好的隱藏一個類的具體實現，一般是一個公開標頭檔案、一個私有標頭檔案，私有標頭檔案中定義實現的內部細節，公開標頭檔案中定義開放給客戶程式設計師的介面和公共資料。看看 QObject （qobject.h ），對應有一個 QObjectPrivate （qobject_p.h ） ，其他的也類似。而程式碼框架如下：
-
QObject{ -
public: -
xxx -
xxx -
private: -
QObjectPrivate * priv; -
};
我們在 C 語言中完全可以用同樣的方法來實現封裝和隱藏，只不過是放在結構體中而已。程式碼框架如下：
-
struct st_abc_private; -
struct st_abc { -
int a; -
xxx; -
void (*xyz_func)(struct st_abc*); -
struct st_abc_private * priv; -
};
上面的程式碼，我們只前向宣告結構體 struct st_abc_private ，沒人知道它裡面具體是什麼東西。假如 struct st_abc 對應的標頭檔案是 abc.h ，那麼把 st_abc_private 的宣告放在 abc_p.h 中，abc.c 檔案包含 abc_p.h ，那麼在實現 struct st_abc 的函式指標 xyz_func 時如何使用 struct st_abc_private ，客戶程式設計師根本無須知道。
這樣做的好處是顯而易見的，除了預定義好的介面，客戶程式設計師完全不需要知道實現細節，即便實現經過重構完全重來，客戶程式設計師也不需要關注，甚至相應的模組連重新編譯都不要——因為 abc.h 自始至終都沒變過。
上面程式碼有個問題，客戶程式設計師如何得到 struct st_abc 的一個例項，他不知道 struct st_abc_private 如何實現的呀。 C 中沒有建構函式，只好我們自己提供了：我們可以在 abc.h 中宣告一個類似建構函式的函式來生成 struct st_abc 的例項，名字就叫作 new_abc() ，函式原型如下：
struct st_abc * new_abc();至於實現，我們放在 abc.c 中，客戶程式設計師不需要知道。相應的，還有個類似解構函式的函式，原型如下：
void delete_abc(struct st_abc *);到現在為止，封裝和隱藏就實現了，而且很徹底。接下來看繼承。
什麼是繼承？在面向物件層面上不講了，只說語法層面。語法層面上講，繼承就是派生類擁有父類的資料、方法，又添了點自己的東西，所謂子承父業，發揚光大。在 C 語言中可以用結構體的包含來實現繼承關係。程式碼框架如下：
-
struct st_base{ -
xxx; -
}; -
struct st_derived{ -
struct sb_base base; -
yyy; -
};
程式碼上就是這麼簡單，不過有一點要注意：第一點就是派生類（結構體）中一定要把父類型別的成員放在第一個。
繼承在語法層面上看，有資料成員、函式，資料成員通過上面的方法自動就“繼承”了，至於函式，在結構體表示為函式指標，其實也是一個數據成員，是個指標而已，也會自動“繼承”。之所以還要在這裡列出來說明，是因為 C++ 中有一個很重要的概念：過載。要在 C 中完整實現有點兒麻煩。
過載，我們常說的過載大概有三種含義：
- 其一，函式過載，指函式名字一樣，引數個數、型別不一樣的函式宣告和實現。由於 C 編譯器的緣故，不支援。不過這個影響不大。
- 其二，重定義或者說覆蓋，指派生類中定義與基類簽名一樣（名字、返回值、引數完全一樣）的非虛擬函式，這樣派生類的中的函式會覆蓋基類的同簽名函式，通過成員操作符訪問時無法訪問基類的同簽名函式。
- 其三，虛擬函式重寫，指在派生類中實現基類定義的虛擬函式或純虛擬函式。虛擬函式是實現多型的關鍵，可以在結構體中使用函式指標來表達，但要完全實現，也很麻煩。
我們平常在交流時通常不明確區分上面三種類型的過載，這裡出於習慣，也不作區分。 好了，第一篇就到這裡，有時間會往下續。